1、城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控 制机械工业出版社同名教材配套电子 课件制作：华制作：华 平平 常玉华常玉华 城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成教材编写基本思路22:08:17职业岗 位一 城市 轨 道交通 电动 列 车驾驶员岗 位二 城 轨 交通 车辆维 修工岗 位三 城 轨 交通 车辆检查 工岗 位四 车辆 段 调 度工作岗位担当正 线 运 营 、站 场调车 及 电动 列 车 在 检查 、 维 修、 调试 等 过 程中列 车 操 纵 作 业城 轨
2、车辆 故障（ 电 器部件、 车门 、 电 机、控制系 统 等）维 修城 轨车辆 静 态 、 动态试验车辆 段 编 制 维 修 计 划教学项目项 目一 城市 轨 道交通 车辆电 气控制系 统 构成项 目二 城 轨 交通 车辆 主 传动 系 统项 目三 城 轨 交通 车辆 控制系 统项 目四 城 轨 交通 车辆辅 助供 电 系 统项 目五 城 轨 交通 车辆车门 控制系 统城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成城轨电动列车驾驶员职业所需知识、技能、要求1.识图知识： 电动列车车辆设备布置图、电动列车车辆综合线路图、电动列车辅助系统原理图、电动列车气路系
3、统原理图2.电机知识3.电动列车车辆知识 :车辆驾驶操作知识、车辆制动系统知识、车辆转向架知识、车辆电力电子器件知识、车辆电气机械控制知识、车辆故障判断及应急处理知识4.法律规章知识 : 司机手册 、 电动列车驾驶员规范化作业标准 、相 关电动列车检查、运行、调试、故障处理与安全生产等规 程规范。22:08:17城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成项 目 一城市轨道交通车辆 电气控制系 统 构成城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成学 习 目 标1.项 目 描 述2.拓 展 任 务4.任务一 城市轨道
4、交通车辆电气控制系统基础描述任务 二 城市轨道交通车辆控制系统部件功能任务 一 城市轨道交通车辆控制系统部件功能学 习 任 务3.城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成学习目标 ：1掌握城市轨道交通车辆电气控制原理；2掌握牵引与电制动的控制原理；3会进行城市轨道车辆受力和列车运行工况；4掌握牵引力和制动力的形成；5了解空转和滑行的形成，会进行车辆空转和滑行的保护处理；6掌握牵引动力装置的结构和工作原理；7了解城轨车辆电器结构原理。22:08:17城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成实践练习：课上与课下
5、结合、书面与实践结合、基础与综合结合（课业）操作练习：1）在实训室完成对城轨交通车辆电气控制系统的认识和对其作用了解。2）通过模拟操作受电弓，了解受电弓的升弓和降弓气路工作过程。根据受电弓图片，标出受电弓各部件的名称，说明其作用。3）根据自己对牵引的了解，画出城轨车辆牵引系统能量转换过程图。书面练习：1）说明城市轨道交通车辆控制的原理。2）简介城市轨道交通车辆电气控制系统组成。3）以 A型车为例，列表说明城市轨道交通地铁车辆电气设备布置。城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成项目项目 描述描述 （ 1）：）： 城市 轨道交通 车辆最 根本的 任务
6、： 运输 完成 运输任务的 关键 ： 车辆的运行速度及其控制控制系统作用 ： 根据运营系统给出的命令对 各功能子 系统进行调控。 控制系统类型 : 牵引控制、制动控制 控制系统控制方法 ： 数学模型化 、 传统的 PID调节 、人工智能原理的各种控制方 法22:08:17城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成 人机界面作用 ： 驾驶员 可 随时了解整个列车的运行状态和各主要 单元部件的工作状态，必要时人工干预。 人机界面组成 ： 系统操作软件 、 微机控制系统 、 总线控制 电气控制系统功能：实现列车自动 驾驶系统 ATO、列车自动控制系统 ATC
7、、列车自动保护系统 ATP、列车自动监控系统 ATS、列车通信控制 TCC等全自动控制 电气控制系统组成 ： 主牵引传动系统、辅助电源系统、牵引 /制动控制系统 、 车门控制系统22:08:17项目项目 描述描述 （ 2）：）：城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成图 1-1 城市轨道交通车辆控制原理图22:08:17城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成任务一 城市轨道交通车辆电气控制系统基础描述一、城市轨道交通车辆电气控制系统概述22:08:17主牵引传动系统辅助供电系统牵引制动控制系统车门控制系统
8、城市轨道交通车辆电气控制系统学习任务学习任务城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成图 1-2 司机驾驶地铁车辆22:08:17学习任务 1城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成二、城市轨道交通车辆总体控制电力牵引传动控制系统：定义： 在轨道交通运输中，采用电动机传动来满足车辆牵引的电气部分。控制对象： 牵引电机作用： 对电动机的速度和牵引力进行调节分类： 直流传动控制系统、交流传动控制系统工作原理： 图 1-3 地铁单元车辆的总体控制22:08:17任 务 1城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制
9、项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成图 1-3 地铁单元车辆的总体控制22:08:17任务 1任 务城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成三、城市轨道交通车辆电器部件与设备图 1-4 庞巴迪公司与长客生产的地铁车辆的主要设备配置拖车 (TC) 动车 （ M） 动车 (M)22:08:17任 务 1城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成车底电器的悬挂22:08:17任务 1任 务城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成任务 二 城市轨道交通车辆控制系统 主要
10、 部件功能城市轨道交通车辆控制系统部件 一般称为 牵引电器 。定义： 对城市轨道交通车辆以及其它的牵引设备进行切换、检测、控制、保护和调节的电器及装置 。构成： 主电路电器 、 控制电路电器 、 辅助电路电器特点： 外型呈平整的箱状，且宽度小， 安装时 尽可能成列布置 ；结构方面要便于更换触头、弹簧和其它被磨损零件。操作次数频繁，零件的机械与电气强度方面，要求有较大的安全系数，同时必须保证有最大的可靠性。22:08:17城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成牵引电器结构特点：l 螺钉连接应有弹簧垫圈和紧锁螺帽，接触器等运动的重心落在支撑点上；l计算
11、绕组、选择绝缘材料、润滑油要考虑温度变化；l用电镀涂压的办法来防止零件表面的锈蚀；l选择漏电间隙和绝缘距离时，应从可能最坏的表面工作情况出发，保证牵引电器之间的绝缘可靠。22:08:17任 务 2城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成（一） 受电弓1.城轨交通车辆的供电与受流地铁和轻轨速度不高， 常采用直流供电 。 电压制式 ： 发展趋向是 IEC标准中 600伏、 750伏、 1500伏中国国家标准地铁直流供电系统的规定是 : 直流 750伏（波动范围 500 900伏）和直流 1500伏（波动范围 1000 1800伏）。 供电形式： 接触网供
12、电 、 接触轨供电 受流形式： 接触网受流 、 第三轨受流22:08:17一、主电路电器主要包括 ： 受电弓 、 高速断路器 、 主接触器 和 牵引变流装置 等 。任 务 2城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成牵引网 由馈电线、接触网、轨道回路及回流线组成的供电网络称为牵引网 从牵引变电所向接触网输送牵引电能的导线 用以供牵引电流返回牵引变电所的导线 列车行走时，利用走行轨作为牵引电流回流的电路 为便于检修和缩小事故范围，将接触网分成若干段称为电分段 经过电动列车的受电器向电动列车供给电能的导电网 主变电站牵引变电站馈电线接触网 钢轨 回流线 电
13、分段 接触网 馈电线主变电站回流线 城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成侧摩式接触轨（第三轨）城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成动车转 向架 侧 面都有受流器，直接搭在三 轨 上 边，中 间 扁六 边 形，就是与三 轨 接触的 铜 滑 块 。城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成2.受电弓的结构组成 受电弓 :城市轨道交通车辆的受流装置 根据驱动动力分为 :气动弓和电动
14、弓 1-基础框架 2-高度止挡 3-绝缘子4-框架 5-下部支杆 6-下部导杆7-上部支杆 8-上部导杆 9-集流头 10-接触带 11-端角 12-升高和降低装置 13-电流传送装置 14-吊钩闭锁器图 1-5 单臂受电弓结构组成22:08:17城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成3受电弓工作 原理受电弓靠滑动接触受流，是移动设备与固定供电装置之间的连接环节 。受电弓受流性能的基本要求是：集流头与接触网接触可靠，磨耗小；升降弓时对车顶设备不产生有害冲击；运行中受电弓动作轻巧，动态稳定性能好 。受电弓的提升依靠升弓弹簧完成 ；降弓是通过传动风缸内
15、部的降弓弹簧来实现 ；压缩空气在传动风缸的充气及排气决定了受电弓的升与降。（ 1） 升弓过程： 在列车及司机台激活的情况下，按下副司机台受电弓升弓按钮，相应的升弓电路工作，升弓电磁阀得电动作，打开风源至传动风缸的通路，传动风缸充气，将内部的降弓弹簧压缩，在升弓弹簧的作用下克服自身重力升起。22:08:17任 务 2城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成图 1-6 升弓 风 路示意 图 风路系统22:08:17任 务 2城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成（ 2）降弓过程 a) 快速降弓风路 b) 缓慢
16、降弓风路图 1-7 降弓风路示意图22:08:17任 务 2城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成（ 3）紧急操作当车辆有压缩空气，但气压不足 (低于3bar) 时，受电弓也可以手动升弓。22:08:17任 务 2使用 B车车厢设备柜中的脚踏泵，同时手动或电动控制电磁阀开通风路，人工踩压脚踏泵打风，至风压足以升起受电弓为止。城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成额定电压 /V DCl500电压范围 /V DCl000 1800额定电流 /A DCl050最大启动电流 (30s)/A DCl600最大停车
17、 电流 /A DC460标准静 接触压力 /N 120 10静压力 调节范围 /N 100140滑板单向运动在工作高度范围内压力 差 /N 不大于 10滑板在工作高度范围内同一高度上，升与降压力 差 /N 不大于 15运行 速度 （ km h） 90传动装置 压力 /kPa 额定 550， 最小 /300，最大 800主要尺寸（带绝缘子的高度 ） /mm 300（ 折叠高度 300+10）最小 /大 工作高度 /mm 175（ 463） /（ 1600）最大升起 高度 /mm 1700碳滑板 长度 /mm 800（ 1050）弓头 宽度 /mm 1550升 /降弓 时间 /s 升弓 8， 降弓
18、 7绝缘性能 交流 50Hz， 5.75kV干闪络电压 1min；交流 50Hz， 4.75kV湿闪络电压 1min机械寿命 15 103次受电弓总重（绝缘子除外 ） /kg 200受电弓主要技术参数有电气数据、机械参数及几何尺寸参数。适用场合： 某公司 A型车受电弓，网压 DCl500V， 4M2T编组。4受电弓主要技术参数22:08:17任 务 2城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成（ 二 ） 高速断路器（ HSCB）作用：在车辆发生故障时执行保护指令，切断动力电源。1 HSCB 的主要性能指标及特点主要 性能 指标有两个：机械响应时间 、 分断能力 （ 1）断路器的机械响应时间 （ Tm）：指从通过断路器的电流达到动作值，到主触头打开的时间 。电流增长率越大，机械响应时间越长。图 1-8 高速断路器机械响应时 间 与电流增长速率关系22:08:17任 务 2
