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1、城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控 制机械工业出版社同名教材机械工业出版社同名教材配套电子配套电子课件课件收集；丁太生收集；丁太生收集；丁太生收集；丁太生 城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制教材编写基本思路教材编写基本思路2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制1.识图知知识：电动列列车车辆设备布置布置图、电动列列车车辆综合合线路路图、电动列列车辅助系助系统原理原理图、电动列列车气路系气路系统原理原理图2.电机知机知识3.电动列列车车辆知
2、知识:车辆驾驶操作知操作知识、车辆制制动系系统知知识、车辆转向架知向架知识、车辆电力力电子器件知子器件知识、车辆电气机械控制知气机械控制知识、车辆故故障判断及障判断及应急急处理知理知识4.法律法律规章知章知识:司机手册司机手册、电动列列车驾驶员规范化作范化作业标准准、相、相 关关电动列列车检查、运行、运行、调试、故障、故障处理与安全生理与安全生产等等规 程程规范。范。2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制 项 目 一城市轨道交通车辆城市轨道交通车辆电气控制系电气控制系统统构成构成城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控
3、制学学 习习 目目 标标1.项项 目目 描描 述述2.拓拓 展展 任任 务务4.任任务一一 城市城市轨道交通道交通车辆电气控制系气控制系统基基础描述描述 任任务二二 城市城市轨道交通道交通车辆控制系控制系统部件功能部件功能 任任务一一 城市城市轨道交通道交通车辆控制系控制系统部件功能部件功能 学学 习习 任任 务务3.城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制 学习目标学习目标：1掌握城市掌握城市轨道交通道交通车辆电气控制原理；气控制原理；2掌握掌握牵引与引与电制制动的控制原理；的控制原理；3会会进行城市行城市轨道道车辆受力和列受力和列车运行工况；运行工况；4掌握掌握
4、牵引力和制引力和制动力的形成；力的形成；5了解空了解空转和滑行的形成，会和滑行的形成，会进行行车辆空空转和滑行的保和滑行的保护处理；理；6掌握掌握牵引引动力装置的力装置的结构和工作原理；构和工作原理；7了解城了解城轨车辆电器器结构原理。构原理。2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制实践练习：实践练习：课上与上与课下下结合、合、书面与面与实践践结合、基合、基础与与综合合结合（合（课业）操作练习：操作练习：1）在）在实训室完成室完成对城城轨交通交通车辆电气控制系气控制系统的的认识和和对其作其作用了解。用了解。2）通）通过模模拟操作受操作受电弓，了解
5、受弓，了解受电弓的升弓和降弓气路工作弓的升弓和降弓气路工作过程。程。根据受根据受电弓弓图片，片，标出受出受电弓各部件的名称，弓各部件的名称，说明其作用。明其作用。3）根据自己）根据自己对牵引的了解，画出城引的了解，画出城轨车辆牵引系引系统能量能量转换过程程图。书面练习：书面练习：1）说明城市明城市轨道交通道交通车辆控制的原理。控制的原理。2）简介城市介城市轨道交通道交通车辆电气控制系气控制系统组成。成。3）以）以A型型车为例，列表例，列表说明城市明城市轨道交通地道交通地铁车辆电气气设备布置。布置。城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制项目项目项目项目项目项目描述描
6、述描述描述描述描述（1 1 1 1 1 1）：）：）：）：）：）：城市城市轨道交通道交通车辆最最根本的根本的任任务：运运输完成完成运运输任任务的的关关键：车辆的运行速度及其控制的运行速度及其控制控制系控制系统作用作用：根据运根据运营系系统给出的命令出的命令 对各功能子各功能子系系统进行行调控。控。控制系控制系统类型型:牵引控制、制引控制、制动控制控制控制系控制系统控制方法控制方法：数学模型化数学模型化、传统的的PID调节、人工智能原理的各种控制方人工智能原理的各种控制方法法 2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制人机界面作用人机界面作用：驾驶员
7、可可随随时了解整个列了解整个列车的运行状的运行状态和各和各 主要主要单元部件的工作状元部件的工作状态，必要，必要时人工干人工干预。人机界面人机界面组成成：系系统操作操作软件件、微机控制系微机控制系统、总线控制控制电气控制系气控制系统功能：功能：实现列列车自自动驾驶系系统ATOATO、列列车自自动控制系控制系统 ATCATC、列列车自自动保保护系系统ATPATP、列列车自自动监控系控系统 ATSATS、列列车通信控制通信控制TCCTCC等全自等全自动控制控制电气控制系气控制系统组成成：主主牵引引传动系系统、辅助助电源系源系统、牵引引/制制动控制系控制系统、车门控制系控制系统 项目项目项目项目描述
8、描述描述描述（2 2 2 2）：）：）：）：2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制图1-1 城市城市轨道交通道交通车辆控制原理控制原理图2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制任务一任务一任务一任务一 城市轨道交通车辆电气控制系统基础描述城市轨道交通车辆电气控制系统基础描述城市轨道交通车辆电气控制系统基础描述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一、城市轨道交通车辆电气控制系统概述主牵引传动系统主牵引传动系统辅助供电系统辅助供电系统牵引制动控制系统牵引制动控制系统
9、车门控制系统车门控制系统城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆电电气气控控制制系系统统学习任务学习任务学习任务学习任务学习任务学习任务2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制图1-2 司机司机驾驶地地铁车辆学学习任任务12022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制二、城市轨道交通车辆总体控制二、城市轨道交通车辆总体控制电力力牵引引传动控制系控制系统：定定义：在在轨道交通运道交通运输中，采用中，采用电动机机传动来来满足足车辆牵引的引的电气气部分
10、。部分。控制控制对象：象：牵引引电机机作用：作用：对电动机的速度和机的速度和牵引力引力进行行调节分分类：直流直流传动控制系控制系统、交流、交流传动控制系控制系统工作原理：工作原理：图1-3 地地铁单元元车辆的的总体控制体控制 2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制图1-3 地地铁单元元车辆的的总体控制体控制任务任务12022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制三、城市轨道交通车辆电器部件与设备三、城市轨道交通车辆电器部件与设备 图1-4 庞巴迪公司与巴迪公司与长客生客生产的地的地铁车辆的主要的主要设备
11、配置配置拖车拖车(TC)动车动车（M）动车动车(M)2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制车底底电器的器的悬挂挂任务任务12022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制任务任务二二 城市轨道交通车辆控制系统城市轨道交通车辆控制系统主要主要部件功能部件功能城市轨道交通车辆控制系统部件城市轨道交通车辆控制系统部件一般称为一般称为牵引电器牵引电器。定义：定义：对城市城市轨道交通道交通车辆以及其它的以及其它的牵引引设备进行切行切换、检测、控制、保、控制、保护和和调节的的电器及装置器及装置。构成：构成：主电路电器
12、主电路电器、控制电路电器控制电路电器、辅助电路电器辅助电路电器特点：特点：外型呈平整的箱状，且外型呈平整的箱状，且宽度小，度小，安装安装时尽可能成列布置尽可能成列布置；结构方面要便于更构方面要便于更换触触头、弹簧和其它被磨簧和其它被磨损零件。零件。操作次数操作次数频繁，零件的机械与繁，零件的机械与电气气强度方面，度方面，要求有要求有较大的安全系数，同大的安全系数，同时必必须保保证有最大的可靠性。有最大的可靠性。2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制牵引电器结构特点：牵引电器结构
13、特点：l螺螺钉连接接应有有弹簧簧垫圈和圈和紧锁螺帽，接触器等运螺帽，接触器等运动 的重心落在支撑点上；的重心落在支撑点上；l计算算绕组、选择绝缘材料、材料、润滑油要考滑油要考虑温度温度变化；化；l用用电镀涂涂压的的办法来防止零件表面的法来防止零件表面的锈蚀；l选择漏漏电间隙和隙和绝缘距离距离时，应从可能最坏的表面从可能最坏的表面 工作情况出工作情况出发，保，保证牵引引电器之器之间的的绝缘可靠。可靠。2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制（一）（一）受电弓受电弓1.1.城轨交通车辆的供电与受流城轨交通车辆的供电与受流 地地铁和和轻轨速度不高，速度
14、不高，常采用直流供常采用直流供电。电压制式制式：发展展趋向是向是IEC标准中准中600伏、伏、750伏、伏、1500伏伏中国国家中国国家标准地准地铁直流供直流供电系系统的的规定是定是:直流直流750伏（波伏（波动范范围500900伏）和伏）和 直流直流1500伏（波伏（波动范范围10001800伏）。伏）。供供电形式：形式：接触网供接触网供电、接触接触轨供供电受流形式：受流形式：接触网受流接触网受流、第三第三轨受流受流一、主电路电器一、主电路电器主要包括主要包括：受电弓受电弓、高速断路器高速断路器、主接触器主接触器和和牵引变流装置牵引变流装置等等。2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交
15、交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制牵引网 由馈电线、接触网、轨道回由馈电线、接触网、轨道回路及回流线组成的供电网络路及回流线组成的供电网络称为牵引网称为牵引网 从从牵引引变电所向接所向接触网触网输送送牵引引电能能的的导线 用以供用以供牵引引电流返回流返回牵引引变电所的所的导线 列列车行走行走时，利用走行利用走行轨作作为牵引引电流回流的流回流的电路路 为便于便于检修和修和缩小事故范小事故范围，将，将接触网分成若干接触网分成若干段称段称为电分段分段 经过电动列列车的受的受电器向器向电动列列车供供给电能的能的导电网网 主变电站主变电站牵引变电站牵引变电站馈电线馈电线接触网接触网 钢轨 回流线
16、回流线 电分段电分段 接触网接触网 馈电线馈电线主变电站主变电站回流线回流线 城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制侧摩式接触摩式接触轨（第三（第三轨）城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制 动车转向架向架侧面都有受流器，直接搭在三面都有受流器，直接搭在三轨上上边，中，中间扁六扁六边形，就是与三形，就是与三轨接触的接触的铜滑滑块。城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制2.2.受电弓的结构组成受电弓的结构组成受受电弓弓:城市城市轨道交通道交
17、通车辆 的受流装置的受流装置根据根据驱动动力分力分为:气气动弓和弓和电动弓弓 1-基基础框架框架 2-高度止高度止挡 3-绝缘子子4-框架框架 5-下部支杆下部支杆 6-下部下部导杆杆7-上部支杆上部支杆 8-上部上部导杆杆 9-集流集流头 10-接触接触带 11-端角端角 12-升高和降低装置升高和降低装置 13-电流流传送装置送装置 14-吊吊钩闭锁器器图1-5 单臂受臂受电弓弓结构构组成成2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制3 3受电弓工作受电弓工作原理原理受受电弓靠滑弓靠滑动接触受流，是移接触受流，是移动设备与固定供与固定供电装置之装
18、置之间的的连接接环节。受电弓受流性能的基本要求是：集流集流头与接触网接触可靠，磨耗小；升降弓与接触网接触可靠，磨耗小；升降弓时对车顶设备不不产生有害生有害冲冲击；运行中受；运行中受电弓弓动作作轻巧，巧，动态稳定性能好定性能好。受受电弓的提升依靠升弓弓的提升依靠升弓弹簧完成簧完成；降弓是通降弓是通过传动风缸内部的降弓缸内部的降弓弹簧来簧来实现；压缩空气在空气在传动风缸的充气及排气决定了受缸的充气及排气决定了受电弓的升与降。弓的升与降。（1）升弓升弓过程：程：在列在列车及司机台激活的情况下，按下副司机台受及司机台激活的情况下，按下副司机台受电弓弓升弓按升弓按钮，相，相应的升弓的升弓电路工作，升弓路
19、工作，升弓电磁磁阀得得电动作，打开作，打开风源至源至传动风缸的通路，缸的通路，传动风缸充气，将内部的降弓缸充气，将内部的降弓弹簧簧压缩，在升弓在升弓弹簧的作用下克服自身重力升起。簧的作用下克服自身重力升起。2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制图1-6 升弓升弓风风路示意路示意图 风路系统风路系统2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制（2）降弓）降弓过程程 a)快速降弓快速降弓风路路 b)缓慢降弓慢降弓风路路图1-7 降弓降弓风路示意路示意图2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通
20、 车车 辆辆 电电 气气 控制控制（3）紧急操作急操作当当车辆有有压缩空气，但气空气，但气压不足不足(低于低于3bar)时，受，受电弓也可以手弓也可以手动升弓。升弓。使用使用B车车厢设备柜中柜中的脚踏的脚踏泵，同，同时手手动或或电动控控制制电磁磁阀开通开通风路，人工路，人工踩压脚踏脚踏泵打打风，至，至风压足以升起足以升起受受电弓弓为止。止。2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制额定定电压/VDCl500电压范范围/VDCl0001800额定定电流流/ADCl050最大启最大启动电流流(30s)/ADCl600最大停最大停车电流流/ADC460标
21、准静接触准静接触压力力/N 12010静静压力力调节范范围/N100140滑板滑板单向运向运动在工作高度范在工作高度范围内内压力差力差/N不大于不大于10滑板在工作高度范滑板在工作高度范围内同一高度上，升与降内同一高度上，升与降压力差力差/N不大于不大于15运行速度运行速度（kmh）90传动装置装置压力力/kPa额定定550，最小，最小/300，最大，最大800主要尺寸（主要尺寸（带绝缘子的高度）子的高度）/mm300（折叠高度（折叠高度 300+10）最小最小/大工作高度大工作高度/mm175（463）/（1600）最大升起高度最大升起高度/mm1700碳滑板碳滑板长度度/mm800（105
22、0）弓弓头宽度度/mm1550升升/降弓降弓时间/s升弓升弓8，降弓，降弓7绝缘性能性能交流交流50Hz，5.75kV干干闪络电压1min；交流交流50Hz，4.75kV湿湿闪络电压1min机械寿命机械寿命15103次次受受电弓弓总重（重（绝缘子除外）子除外）/kg200 受受电弓主要技弓主要技术参数有参数有电气数据、气数据、机械参数及几何尺机械参数及几何尺寸参数。寸参数。适用适用场合：合：某公某公司司A型型车受受电弓，网弓，网压DCl500V，4M2T编组。4 4受电弓主要技术参数受电弓主要技术参数2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制（二二
23、）高速断路器（高速断路器（HSCB）作用：在作用：在车辆发生故障生故障时执行保行保护指令，切断指令，切断动力力电源。源。1 1HSCB HSCB 的主要性能指标及特点的主要性能指标及特点 主要主要性能性能指指标有两个：有两个：机械响机械响应时间、分断能力分断能力 （1）断路器的机械响）断路器的机械响应时间（Tm）：）：指从通指从通过断路器的断路器的电流达到流达到动作作值，到主触到主触头打开的打开的时间。电流增流增长率越大，机械响率越大，机械响应时间越越长。图1-8 高速断路器高速断路器机械响机械响应时间与与电流增流增长速率关系速率关系2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车
24、 辆辆 电电 气气 控制控制（2）分断能力）分断能力 在相同的短路在相同的短路稳态电流情流情况下：况下：电流增流增长率率didt越越大，大，则开断开断电流流d越大，限越大，限制制时间TL越短，越短，总开关开关时间Ttot越短，越短，I2d积分越大。分越大。图1-9 高速断路器开断高速断路器开断过程程电流、流、电压波形波形2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制2.HSCB 2.HSCB 的主要特点的主要特点:2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制3 3HSCBHSCB结构结构上海地上海地铁1号号线
25、用用AEG公司公司产TSEl250-B-I型高速开关，安装于型高速开关，安装于B车上。上。主要包括：基架、短主要包括：基架、短路快速跳路快速跳闸装置（装置（KS）、）、过载跳跳闸装置（装置（S型）、型）、合合闸装置、装置、灭弧弧栅。图1-10 高速开关高速开关结构外形构外形2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制高速开关主要构件有：高速开关主要构件有：（1）触）触头系系统（2）灭弧机构弧机构 （3）传动机构机构（4）自由脱扣机构）自由脱扣机构（5）最大）最大电流流释入器入器（6）最小）最小电压释入器入器（7）辅助开关助开关-采用串封闭式导弧角。采
26、用串封闭式导弧角。-动、静触、静触头（上海地（上海地铁车辆高速开关高速开关 是双极串是双极串联形式），触形式），触头的接触形的接触形式采用式采用线接触接触接触面大、磨接触面大、磨损较小、制造方便，触小、制造方便，触头制成制成单独成独成零件，便于更零件，便于更换。-用来操用来操纵主触主触头闭合。合。传动形式：手形式：手动传动 电磁机构磁机构传动-位于位于传动机构与主触机构与主触头之之间，用来保，用来保证当当电路路发生短路生短路时，传动机构机构还起作用，高速开关能起作用，高速开关能够可靠地开断可靠地开断电路。路。-即即过载时通通过拉杆作用于自由脱拉杆作用于自由脱扣机构而开断；短路扣机构而开断；短路
27、时直接撞直接撞击锁钩开断开断电路路。通通过电磁机构作用，磁机构作用，衔铁直接作用在直接作用在锁钩上，上，使使锁钩释放，放，在开断在开断弹簧作用下开断簧作用下开断电路，正路，正常操作常操作电压DC110伏，伏，最低最低电压77伏。伏。-用于用于联锁、指示、控制作用。、指示、控制作用。2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制 4.HSCB4.HSCB的工作原理的工作原理图1-11 TSEl250-B-I型高速开关型高速开关结构原理构原理1-上接线端2-静触头3-动触头4-动触头臂5-弹性连接板6-下界限端7-过载跳闸（S）装置8-拉杆9-释放锁件10
28、-转换机构11-转换轴12-短路快速跳闸（KS）衔铁13-撞击螺钉14-转换杆15-滚轴17-短路快速跳闸拉杆18、19-灭弧板2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制5.5.高速断路器参数举例表高速断路器参数举例表类型型电磁控制自然冷却的磁控制自然冷却的单极直流断路器极直流断路器额定定电压1500V+20%额定定电流流1250A短短时允允许电流流1400A，2h；2000A，2min；3000A，20s；额定分断能力定分断能力35kAKS释放的分断放的分断时间di/dt3KA/ms 5ms机械反机械反应时间2ms机械寿命机械寿命20000次次控
29、制控制电压DC110V电寿命寿命1000次次分断分断频率（率（1h）30次次2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制（三）主（三）主接触器接触器作用作用：用来用来频繁地接通和切断主繁地接通和切断主电路的自路的自动切切换电器器。特点特点：能能进行行远距离自距离自动控制，操作控制，操作频率率较高，高，通断通断电流流较大。大。分分类：按通断按通断电路路电流种流种类：直流接触器直流接触器、交流接触交流接触器器 按主触按主触头数目数目：单极接触器极接触器 、多极接触器多极接触器 按主触按主触头数目数目：电空接触器，空接触器，电磁接触器磁接触器2022/12
30、/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制1.1.电磁接触器结构组成电磁接触器结构组成电磁机构：磁机构：包括包括铁芯、芯、带驱动杆的螺旋杆的螺旋线圈、盖板。圈、盖板。主触主触头：用来通断用来通断电路，触路，触头为球面球面镀银。灭弧装置弧装置：包括吹弧包括吹弧线圈圈、带电离离栅的的灭弧罩弧罩辅助触助触头支架支架固定装置固定装置电离离栅：将将进入的入的电弧分割成一系列短弧，然后使弧分割成一系列短弧，然后使电弧加弧加速冷却，速冷却，吹弧吹弧线圈确保快速和有效的圈确保快速和有效的灭弧。弧。l直流接触器设
31、计为模块结构，外壳材料阻燃、无毒、无环境污染。直流接触器设计为模块结构，外壳材料阻燃、无毒、无环境污染。2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制2.2.电磁接触器工作原理电磁接触器工作原理a、接通、接通过程：程：电磁圈未通磁圈未通电时，衔铁在在反力反力弹簧作用下保持在簧作用下保持在释放位置。放位置。当当电磁磁线圈得圈得电后，后，铁芯芯在在电磁力作用下磁力作用下带动驱动杆克服反力杆克服反力弹簧簧运运动。动触触头在在驱动杆杆带动下，触下，触头上部与上部与静触静触头点接触点接触，随着，随着驱动杆杆继续运运动，触，触头上上压力不断增加，力不断增加，动触触
32、头在静触在静触头上上边滚动边滑滑动，进行研磨，一直到行研磨，一直到电磁力与反力磁力与反力弹簧力平衡止，接触点移到触簧力平衡止，接触点移到触头下部，完成触下部，完成触头闭合，主接触器合，主接触器进入工作状入工作状态。同同时辅助触助触头依靠依靠驱动凹凹轮，同步打开或同步打开或闭合。合。2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制 断开的断开的过程程则相反，相反，失失电后后，电磁力小磁力小时，反力，反力弹簧起作用，主簧起作用，主触触头分断分断，同，同时辅助触助触头的状的状态也跟着也跟着变化。化。主触主触头闭合的研磨合的研磨过程，将其表面的氧化物或程，将其表
33、面的氧化物或脏物擦掉，减小接物擦掉，减小接触触电阻。阻。出出头断开的反力可使触断开的反力可使触头分断分断时所所产生的生的电弧不致弧不致损坏正常接触点。坏正常接触点。反力主要由反力主要由弹簧力簧力产生，通常是园柱螺旋生，通常是园柱螺旋弹簧。簧。圆柱螺旋柱螺旋弹簧分簧分为：拉伸拉伸弹簧簧、压缩弹簧簧 b、断开、断开过程程2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制型直流电磁接触器技术参数型直流电磁接触器技术参数额定定电压/VDC1500最大工作最大工作电压/VDC1800额定定绝缘电压/VDC1500额定定电流流/A600小小时电流流/A630短短时电流
34、流(5S)/A800最大整断最大整断电流流(15ms)/A2400闭合合时间/ms约l00开断开断时间/ms约75机械寿命机械寿命310 6次次电寿命寿命10 4次次触触头压力力/N5472控制控制电源源/VDC110控制功率控制功率/W302022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制（四）（四）线路路滤波器波器 线路路滤波器波器：包括包括线路路滤波波电抗器和抗器和线路路滤波波电容器容器；位于主位于主电路路牵引引变流器中。流器中。1 1线路滤波器的作用：线路滤波器的作用：（1）滤平平输入入电压。（2）抑制）抑制电网网侧发生的生的过电压减少其减少其对逆
35、逆变器的影响器的影响。例如例如：变电所的操作所的操作过电压、雷、雷击过电压等。等。（3）抑制逆）抑制逆变器因器因换流引起的尖峰流引起的尖峰过电压。（4）抑制）抑制电网网侧传输到逆到逆变器直流器直流环节的的谐波波电流，流，抑制逆抑制逆变器器产生的生的谐波波电流流对电网的影响。网的影响。（5）限制）限制变流器的故障流器的故障电流。流。2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制 2 2线路滤波电抗器：线路滤波电抗器：作用作用：保保证电感在任何感在任何电流流值时均恒定均恒定。要求要求：采用空心采用空心线圈圈结构。构。电抗器的抗器的电感量感量须与与线路路电容
36、器的容器的电容量相匹配。容量相匹配。谐振振频率与信号系率与信号系统的的调制制频率有一定的差率有一定的差值。网网压DCl500V的城的城轨车辆，逆，逆变器容量在器容量在1000kVA以上的系以上的系统，电感量一般感量一般为58mH。2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制 3 3线路滤波电容器线路滤波电容器 从功能上，由于从功能上，由于它用于逆它用于逆变系系统的的直流直流环节（DCLink），因此），因此称作称作“支撑支撑电容器容器”。从性从性质上，由于上，由于要求它能承受很大要求它能承受很大的的谐波波电流，因此流，因此称作称作“直流脉冲直流脉冲电
37、容容器器”。最大最大电流流Imax最高达最高达600A额定定电压UN最高达最高达6kV自感自感Lself40nH额定能量定能量WN最高达最高达18kJ介介质损耗因数耗因数tan0210 最大峰最大峰值电流流 最高达最高达10kA最大浪涌最大浪涌电流流 最高达最高达100kA端子端子间直流直流试验电压UTT1.5UN,10s端子端子对外壳外壳交流交流试验电压UTC2Ui+1000V,50Hz,10s（Ui为绝缘电压）自放自放电时间常数常数RisC10000s国外某公司支撑国外某公司支撑电容器系列容器系列产品主要参数品主要参数举例表例表：2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车
38、 辆辆 电电 气气 控制控制（五）（五）制制动电阻器阻器车底制底制动电阻箱阻箱 作用作用:电阻制阻制动时，制，制动电阻吸收未被消耗掉的阻吸收未被消耗掉的电机机发电能量，能量，转换为热能散逸到大气中去。能散逸到大气中去。2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制制制动电阻器阻器要求要求:良好良好的的热容量容量、耐振耐振动、防腐防腐蚀，在，在高温下不生成氧高温下不生成氧化化层，特，特别要注要注意在正常使用周意在正常使用周期内不断裂。期内不断裂。图1-12 制制动电阻器阻器结构构1-底面板底面板 2-电阻排阻排 3-绝缘板板 4-铜棒棒 5-热量量显示盒
39、示盒 6-风道道2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制1 1制动电阻器的主要技术指标制动电阻器的主要技术指标（1）电阻阻值：20时的阻的阻值与与热态时的阻的阻值。（2）电阻材料：阻材料：材材质及温度系数及温度系数。（3）功率：）功率：等效持等效持续功率与短功率与短时最大功率最大功率。（4）最高工作温度：）最高工作温度：一般一般600左右左右（5）冷却：）冷却：多数采用多数采用强迫迫风冷，少数采用自然冷，少数采用自然风冷冷(列列车走行走行风)（6）保）保护：过热、过流、失流、失风(若用若用强迫迫风冷冷)保保护、IP等等级（电阻阻箱外箱外观保保护等
40、等级）2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制2 2制动电阻器主要技术参数举例制动电阻器主要技术参数举例 某公司某公司A型型车，网，网压DCl500V，4M2T编组。20时时的的电电阻阻值值23.0热态电阻阻23.5材料材料AISI310S（不（不锈钢）短短时功率功率2750kW等效持等效持续功率功率2220kW冷却方法冷却方法强迫迫风冷冷风量量1.2m s风压300Pa风机功率机功率1.2kW、AC380V、50Hz最高工作温度最高工作温度600（电电阻阻带处带处）2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气
41、控制控制（六）（六）平波平波电抗器抗器平波平波电抗器是一抗器是一个个带铁心的大心的大电感感。2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制（六）（六）平波平波电抗器抗器工作原理：工作原理：利用利用电感元件隔交通直的性感元件隔交通直的性质和和电路的楞次定律，在路的楞次定律，在牵引引电机支路串机支路串联平波平波电抗器后，当整流器抗器后，当整流器输出的脉出的脉动电流流流流过时，平波，平波电抗器抗器产生自感生自感电势（）阻）阻止止电流的流的变化化。作用作用：减小、敷平减小、敷平电流脉流脉动。选择：在一定的整流在一定的整流电压下，先下，先规定好整流定好整流电流的
42、脉流的脉动系数，系数，然后然后计算出不同算出不同负载下下对应的的电感感值，再，再选用合适的用合适的平波平波电抗器。抗器。平波平波电抗器是一个抗器是一个带铁心的大心的大电感感。2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制 电感感Ld与整流与整流电流流Id的关的关系系Ldf（Id）应为一双曲函一双曲函数数（如（如图1-20所示曲所示曲线1）；）；平波平波电抗器抗器特性曲特性曲线：试验表明具有表明具有铁芯的芯的电抗器可使抗器可使IdLd的乘的乘积近似常数，近似常数，这样便便使使电流脉流脉动系数近似不系数近似不变（其特性曲（其特性曲线如如1-20中曲中曲线2
43、）。2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制（七）（七）接地装置接地装置1.1.功能功能：为主主电路提供回流通路，使路提供回流通路，使电流流经轮对到达到达钢轨，构成，构成1500V完整的完整的电路。同路。同时防止防止电流通流通过轴承造成承造成电腐腐蚀，提高提高轴承的使用寿命。承的使用寿命。2.2.安装安装：安装于安装于转向架向架轴端，分端，分别在在A车转向架的第向架的第2轴的右的右侧和第和第3轴左左侧轴端各安装了一个，分端各安装了一个，分别在在B车和和C车的的转向架第向架第1、3 轴的左的左侧轴端各安装了一个，在第端各安装了一个，在第2、4轴的右
44、的右侧轴端各安装了一个。端各安装了一个。2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制3 3接地装置的外形与结构接地装置的外形与结构接地装置主要由接触接地装置主要由接触盘、碳刷架、碳刷架、弹簧支撑簧支撑组成成。图1-13 接地装置内部接地装置内部结构构2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制二、控制电路电器二、控制电路电器驾驶控制器装置控制器装置牵引控制引控制系系统电器器列列车自自动控制控制系系统电器等器等 主要主要包括包括下面分下面分别介介绍：驾驶控制器控制器、速度速度传感器感器、继电器器、浪涌吸收器浪
45、涌吸收器城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制（一）驾驶（一）驾驶控制器控制器城城轨车辆司机控制器司机控制器为凸凸轮触点式控制器。触点式控制器。司机控制器及其相关位置司机控制器及其相关位置2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制凸凸轮组 警惕开关警惕开关转换开关开关组 主控制主控制手柄手柄 方式方式/方向手柄方向手柄 图1-14 司机控制器司机控制器结构构驾驶控制器控制器结构构2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制驾驶驾驶控制器控制器的的结构结构：1.1.主控主控制制
46、手柄手柄2.2.方式方式/方向手柄方向手柄3.3.主控器钥匙主控器钥匙4.4.警惕开关警惕开关5.5.电位器电位器6.6.转换开关组转换开关组7.7.凸轮组凸轮组 位于主控手柄的上端的两个半位于主控手柄的上端的两个半圆头开关。正常工作开关。正常工作时，司机必，司机必须用大用大拇指将两个半拇指将两个半圆合合拢，只有停，只有停车时才才放开。人工放开。人工驾驶时只有按下警惕开关，只有按下警惕开关，操作主控器手柄，列操作主控器手柄，列车才能启才能启动。若。若松开警惕开关松开警惕开关3秒秒钟（在（在弹簧作用下簧作用下两个半两个半圆头分开），列分开），列车立即立即进入入紧急制急制动状状态。-在主控手柄底部
47、在主控手柄底部连接一接一电位器，当主控手位器，当主控手柄由零位移向柄由零位移向牵引或制引或制动位位时，输出出0-20mA电流的司机指令，流的司机指令，给控制控制电路。路。2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制1.1.主控主控制制手柄手柄主控手柄有主控手柄有零位、零位、牵引、制引、制动、快速制、快速制动四个位置。四个位置。“0”位位机械零位。机械零位。“牵引引”位位向前推向前推动手柄（手柄（远离司机），离司机），牵引引给定定值可无可无 级输入，最前端位置入，最前端位置为“100%牵引位引位”。“制制动”位位向内拉向内拉动手柄（拉向司机），制手柄（
48、拉向司机），制动给定定值可无可无 级输入，在入，在“100%制制动位位”有一阻滞，最里端有一阻滞，最里端 位置位置为“紧急（快速）制急（快速）制动位位”，快速制，快速制动带 有限位凹槽。有限位凹槽。2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制2.2.方式方式/方向手柄方向手柄方式方向手柄方式方向手柄用于用于选择驾驶方向方向，有有向前、向前、0、后退、后退三个位置。三个位置。运行方向必运行方向必须在在车辆运行前运行前选择，并且到下一站前保持有效。，并且到下一站前保持有效。“ATC”列列车自自动控制位控制位：通通过系系统操作或手操作或手动控制向前运行。控
49、制向前运行。在制在制动位上通位上通过操作主控器手柄，可操作主控器手柄，可摆脱脱“ATC”的指令的指令进行制行制动。“0”位置位置：没有没有驾驶模式被激活。模式被激活。“后退后退”位置位置：人工倒人工倒车模式。模式。u方式方式/方向手柄与主控制手柄方向手柄与主控制手柄间存在机械存在机械连锁。只有当只有当主控器手柄在主控器手柄在“0”位位，方式，方式/方向手柄才方向手柄才进行行向前或向后位置向前或向后位置转换。只有。只有当当选择好方向好方向，即方式，即方式/方向手柄在方向手柄在非零位非零位，主控器手柄才可，主控器手柄才可进行行牵引引或制或制动操作。一旦方式操作。一旦方式/方向手柄在方向手柄在非允非
50、允许情况下改情况下改变了方向手柄的位置，了方向手柄的位置，则系系统自自动启启动紧急制急制动。2022/12/20城城 市市 轨轨 道道 交交 通通 车车 辆辆 电电 气气 控制控制3.3.主控器钥匙主控器钥匙 主控器主控器钥匙用于激活司机台匙用于激活司机台，有两个，有两个位置：位置：“0”位置：位置：关关闭位置，只能在此位置取出或插入位置，只能在此位置取出或插入钥匙。匙。主控器主控器钥匙零位匙零位时，主控器手柄和方式，主控器手柄和方式/方向手方向手 柄被柄被锁死，不死，不能操作且都能操作且都处于零位。于零位。“1”位置：位置：激活司机台。司机可激活司机台。司机可进一步操作其它开关激活一步操作其