城市軌道交通車輛電氣 1 城市軌道交通車輛電氣 課程的性質(zhì)與作用 城市軌道交通車輛電氣 是城市軌道交通車輛專業(yè)的一門重要的核心專業(yè)課 是本專業(yè)核心能力的支撐 通過本課程的全面學(xué)習(xí) 熟練掌握車輛電氣控制系統(tǒng)構(gòu)成 車輛牽引傳動(dòng)系統(tǒng) 車輛牽引與制動(dòng)控制系統(tǒng) 輔助供電系統(tǒng) 車輛車門控制系統(tǒng)及電動(dòng)列車管理服務(wù)系統(tǒng) 能夠讀懂車輛電氣控制原理圖 具有對(duì)常見電氣故障進(jìn)行分析 判斷和處理的能力 為從事城軌交通車輛檢修與駕駛 運(yùn)用與管理工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 也是取得中級(jí)職業(yè)技能證書的主要支撐課程之一 2 課程特點(diǎn) 以職業(yè)能力標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)整合課程內(nèi)容 城市軌道交通車輛電氣 3 城軌電動(dòng)列車駕駛員職業(yè)所需知識(shí) 技能 要求 1 識(shí)圖知識(shí) 電動(dòng)列車車輛設(shè)備布置圖 電動(dòng)列車車輛綜合線路圖 電動(dòng)列車輔助系統(tǒng)原理圖 電動(dòng)列車氣路系統(tǒng)原理圖2 電機(jī)知識(shí)3 電動(dòng)列車車輛知識(shí) 車輛駕駛操作知識(shí) 車輛制動(dòng)系統(tǒng)知識(shí) 車輛轉(zhuǎn)向架知識(shí) 車輛電力電子器件知識(shí) 車輛電氣機(jī)械控制知識(shí) 車輛故障判斷及應(yīng)急處理知識(shí)4 法律規(guī)章知識(shí) 司機(jī)手冊(cè) 電動(dòng)列車駕駛員規(guī)范化作業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 相關(guān)電動(dòng)列車檢查 運(yùn)行 調(diào)試 故障處理與安全生產(chǎn)等規(guī)程規(guī)范 4 課程內(nèi)容 城市軌道交通車輛電氣 5 課程考核 城市軌道交通車輛電氣 總評(píng)成績(jī) 100 平時(shí)成績(jī)占60 包括出勤情況 學(xué)習(xí)過程中的多次綜合作業(yè) 實(shí)踐練習(xí)等 期末考試成績(jī)占40 期末考試采用筆試閉卷的形式 6 項(xiàng)目一城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)構(gòu)成 基本任務(wù) 介紹城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)的組成及功能 系統(tǒng)主要電氣部件的結(jié)構(gòu)原理 技術(shù)參數(shù) 功能作用 拓展任務(wù) 分析城市軌道交通車輛的運(yùn)行工況 牽引力和制動(dòng)力的形成 學(xué)習(xí)目標(biāo) 熟悉城市軌道交通車輛電氣控制原理 掌握城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)的組成 會(huì)進(jìn)行城市軌道車輛受力分析和列車運(yùn)行工況分析 會(huì)分析牽引力和制動(dòng)力的形成 了解空轉(zhuǎn)和滑行的形成 會(huì)進(jìn)行車輛空轉(zhuǎn)和滑行的保護(hù)處理 掌握牽引動(dòng)力裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理 掌握城市軌道交通車輛主要電器的結(jié)構(gòu)原理 7 城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)基礎(chǔ) 基本任務(wù)1 城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 基本任務(wù)2 項(xiàng)目一城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)構(gòu)成 城市軌道交通車輛運(yùn)行工況與受力分析 拓展任務(wù) 8 項(xiàng)目一城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)構(gòu)成 項(xiàng)目描述 圖1 1城市軌道交通車輛控制原理示意圖 9 項(xiàng)目描述 1 城市軌道交通車輛最根本的任務(wù) 運(yùn)輸完成運(yùn)輸任務(wù)的關(guān)鍵 車輛的運(yùn)行速度及其控制控制系統(tǒng)作用 根據(jù)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)給出的命令對(duì)各功能子系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控 控制系統(tǒng)類型 牽引控制 制動(dòng)控制控制系統(tǒng)控制方法 數(shù)學(xué)模型化 傳統(tǒng)的PID調(diào)節(jié) 人工智能原理的各種控制方法 10 人機(jī)界面作用 駕駛員可隨時(shí)了解整個(gè)列車的運(yùn)行狀態(tài)和各主要單元部件的工作狀態(tài) 必要時(shí)人工干預(yù) 人機(jī)界面組成 系統(tǒng)操作軟件 微機(jī)控制系統(tǒng) 總線控制電氣控制系統(tǒng)功能 實(shí)現(xiàn)列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)ATO 列車自動(dòng)控制系統(tǒng)ATC 列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)ATP 列車自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)ATS 列車通信控制TCC等全自動(dòng)控制電氣控制系統(tǒng)組成 主牽引傳動(dòng)系統(tǒng) 輔助電源系統(tǒng) 牽引 制動(dòng)控制系統(tǒng) 車門控制系統(tǒng) 項(xiàng)目描述 2 11 項(xiàng)目一城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)構(gòu)成 項(xiàng)目描述 城市軌道交通車輛控制原理 圖1 1城市軌道交通車輛控制原理示意圖 動(dòng)力電源電流由變電所送到接觸網(wǎng) 經(jīng)受流器引流到車輛 電流經(jīng)過車輛牽引傳動(dòng)控制系統(tǒng)送入牽引電動(dòng)機(jī) 牽引電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛運(yùn)行 駕駛員通過操縱駕駛控制器改變牽引電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行速度和運(yùn)行方式 電流經(jīng)過車輛輪對(duì) 鋼軌回到變電所 形成閉合回路 12 任務(wù)一城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)基礎(chǔ) 一 城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)概述1 組成框圖 13 任務(wù)一城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)基礎(chǔ) 一 城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)概述2 功能 主牽引傳動(dòng)系統(tǒng) 主電路系統(tǒng) 是列車牽引動(dòng)力和電制動(dòng)力得以實(shí)現(xiàn)的載體 14 任務(wù)一城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)基礎(chǔ) 一 城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)概述2 功能 輔助供電系統(tǒng) 提供輔助供電 15 任務(wù)一城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)基礎(chǔ) 一 城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)概述2 功能 牽引 制動(dòng)控制系統(tǒng) 列車實(shí)現(xiàn)牽引和制動(dòng)控制相關(guān)功能的控制電路系統(tǒng) 16 任務(wù)一城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)基礎(chǔ) 一 城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)概述2 功能 車門控制系統(tǒng) 通過列車信息顯示系統(tǒng) 告知和提醒駕駛員所有乘客車門的狀態(tài) 17 任務(wù)一城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)基礎(chǔ) 二 城市軌道交通車輛總體控制1 概念在軌道交通運(yùn)輸中 采用電動(dòng)機(jī)機(jī)械傳動(dòng)來滿足車輛牽引的電氣部分 稱為電力牽引傳動(dòng)控制系統(tǒng) 2 特點(diǎn)以牽引電動(dòng)機(jī)作為控制對(duì)象 通過控制系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)機(jī)的速度和牽引力進(jìn)行調(diào)節(jié) 以滿足車輛牽引和制動(dòng)特性的要求 3 分類根據(jù)電動(dòng)機(jī)形式的不同 控制系統(tǒng)分為兩類 直流牽引電動(dòng)機(jī)的直流傳動(dòng)控制系統(tǒng)交流牽引電動(dòng)機(jī)的交流傳動(dòng)控制系統(tǒng) 18 任務(wù)一城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)基礎(chǔ) 二 城市軌道交通車輛總體控制 圖1 4城市軌道交通車輛單元車的總體控制 19 任務(wù)一城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)基礎(chǔ) 二 城市軌道交通車輛總體控制 圖1 4城市軌道交通車輛單元車的總體控制 電機(jī)的可逆性原理 牽引工況 電動(dòng)機(jī) 電制動(dòng)工況 發(fā)電機(jī) 20 任務(wù)一城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)基礎(chǔ) 三 城市軌道交通車輛電氣部件與設(shè)備 圖1 5地鐵車輛的主要設(shè)備配置 PA箱 牽引和輔助逆變器箱 整合輔助逆變器 DC AC 的牽引箱 裝在C車 箱內(nèi)一半是輔逆 一半是VVVF牽引逆變器 PH箱 高壓箱 整合高壓器的牽引箱 裝在B車 箱內(nèi)一半是HSCB 高速斷路器 高速開關(guān)及高壓傳感器 一半是VVVF牽引逆變器 拖車 TC 動(dòng)車 M 動(dòng)車 M 21 三 城市軌道交通車輛電氣部件與設(shè)備 任務(wù)一城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)基礎(chǔ) 22 任務(wù)一城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)基礎(chǔ) 列車編組 列車是不同類型的車輛通過兩個(gè)相對(duì)的同型號(hào)車鉤相聯(lián)而組成的車組 其中 B車和C車為固定搭配 若再與A車相聯(lián)則稱為一個(gè)單元 例如 六節(jié)編組的列車編組形式為 A B C B C A 八節(jié)編組的列車編組形式為 A B C B C B C A 全自動(dòng)車鉤 半永久車鉤 半自動(dòng)車鉤 三 城市軌道交通車輛電氣部件與設(shè)備 23 24 25 車底電器的懸掛 26 城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)基礎(chǔ) 基本任務(wù)1 城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 基本任務(wù)2 項(xiàng)目一城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)構(gòu)成 城市軌道交通車輛運(yùn)行工況與受力分析 拓展任務(wù) 城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 27 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 定義 牽引電器特點(diǎn) 工作環(huán)境和條件惡劣電器外形箱狀 28 一 主電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 受電弓 高速斷路器 主接觸器 線路濾波器 制動(dòng)電阻器 平波電抗器 浪涌吸收器 接地裝置 29 一 主電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 一 受電弓 1 車輛的供電與受流 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) DC1500V 接觸網(wǎng)DC750V 第三軌 供電方式 接觸網(wǎng)供電 受電弓接觸軌供電 集電靴 30 牽引網(wǎng) 由饋電線 接觸網(wǎng) 軌道回路及回流線組成的供電網(wǎng)絡(luò)稱為牽引網(wǎng) 從牽引變電所向接觸網(wǎng)輸送牽引電能的導(dǎo)線 用以供牽引電流返回牽引變電所的導(dǎo)線 列車行走時(shí) 利用走行軌作為牽引電流回流的電路 為便于檢修和縮小事故范圍 將接觸網(wǎng)分成若干段稱為電分段 經(jīng)過電動(dòng)列車的受電器向電動(dòng)列車供給電能的導(dǎo)電網(wǎng) 主變電站 牽引變電站 饋電線 接觸網(wǎng) 鋼軌 回流線 電分段 接觸網(wǎng) 饋電線 主變電站 回流線 31 32 側(cè)摩式接觸軌 第三軌 33 動(dòng)車轉(zhuǎn)向架側(cè)面都有受流器 直接搭在三軌上邊 中間扁六邊形 就是與三軌接觸的銅滑塊 34 一 主電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 一 受電弓 2 受電弓的結(jié)構(gòu)組成 安裝位置 車體幾何中心點(diǎn)最近的車頂上部 類型 氣動(dòng)弓和電動(dòng)弓 工作方式 當(dāng)受電弓升起時(shí) 弓與網(wǎng)接觸滑行 從接觸網(wǎng)受取電流 通過車頂母線傳送到車輛內(nèi)部 母線 用高導(dǎo)電率的銅 鋁質(zhì)材料制成 用以傳輸電能 具有匯集和分配電力能力的產(chǎn)品 35 36 受電弓的結(jié)構(gòu)組成 圖1 6單臂受電弓的結(jié)構(gòu)組成 基礎(chǔ)框架1 通過絕緣子3固定安裝在車頂 作為框架4 軸承 下部導(dǎo)桿等支承和安裝 框架4 包括下部支桿5 下部導(dǎo)桿6 上部支桿7和上部導(dǎo)桿8 采用高強(qiáng)度冷拔無縫管制作 高度止擋2 安裝在下部導(dǎo)桿側(cè)下方的基礎(chǔ)框架上 用以限制受電弓的最大升弓高度 弓頭 是弓與網(wǎng)相接觸的部分 由集流頭9 接觸帶10 轉(zhuǎn)軸 端角11和彈簧盒組成 升降弓裝置12 由傳動(dòng)風(fēng)缸 拉伸彈簧及氣路電磁閥組成 37 一 主電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 一 受電弓 3 受電弓的工作原理 圖1 7升弓風(fēng)路示意圖 1 升弓過程 38 空氣過濾器 節(jié)流閥 先快后慢 39 一 主電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 一 受電弓 3 受電弓的工作原理 圖1 7降弓風(fēng)路示意圖 2 降弓過程 快速降弓封路緩慢降弓封路 40 快排閥 快速降弓封路緩慢降弓封路 先快后慢 41 一 主電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 一 受電弓 3 受電弓的工作原理 3 緊急操作 當(dāng)車輛有壓縮空氣 氣壓不足 可手動(dòng)升弓 42 受電弓主要技術(shù)參數(shù)有電氣數(shù)據(jù) 機(jī)械參數(shù)及幾何尺寸參數(shù) 適用場(chǎng)合 某公司A型車受電弓 網(wǎng)壓DCl500V 4M2T編組 一 主電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 一 受電弓 4 受電弓的主要技術(shù)參數(shù) 43 一 主電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 受電弓 高速斷路器 主接觸器 線路濾波器 制動(dòng)電阻器 平波電抗器 浪涌吸收器 接地裝置 高速斷路器 44 一 主電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 二 高速斷路器 高速斷路器 high speedcircuitbreakerHSCB 安裝位置 安裝在含有受流裝置車輛的底部高壓箱內(nèi) 功能 正常狀態(tài)下通斷車輛主電路 在發(fā)生故障時(shí)執(zhí)行保護(hù)指令 切斷動(dòng)力電源 45 46 HSCB為主斷路器 可在出現(xiàn)故障的情況下 斷開牽引鏈與電源的連接 防止?fàn)恳溍馐軆?nèi)部或外部故障的影響 47 一 主電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 二 高速斷路器 1 HSCB的主要性能指標(biāo) 1 機(jī)械響應(yīng)時(shí)間 圖1 9高速斷路器機(jī)械響應(yīng)時(shí)間與電流增長(zhǎng)速率關(guān)系 從通過斷路器的電流達(dá)到動(dòng)作值 到主觸頭打開的時(shí)間 電流增長(zhǎng)率越大 機(jī)械響應(yīng)時(shí)間越短 48 一 主電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 二 高速斷路器 1 HSCB的主要性能指標(biāo) 2 分?jǐn)嗄芰?圖1 10高速斷路器砍斷過程的電流 電壓波形 49 一 主電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 二 高速斷路器 2 HSCB的主要特點(diǎn) 1 對(duì)地有很高的絕緣等級(jí) 2 分?jǐn)嗄芰?qiáng) 響應(yīng)時(shí)間短 3 不受氣候條件的影響 4 使用壽命長(zhǎng) 5 易于維護(hù) 50 一 主電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 二 高速斷路器 3 HSCB的結(jié)構(gòu) 圖1 11高速斷路器的結(jié)構(gòu)外形 51 高速開關(guān)主要構(gòu)件有 1 觸頭系統(tǒng) 2 滅弧機(jī)構(gòu) 3 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 4 自由脫扣機(jī)構(gòu) 5 最大電流釋入器 6 最小電壓釋入器 7 輔助開關(guān) 采用串封閉式導(dǎo)弧角 動(dòng) 靜觸頭 上海地鐵車輛高速開關(guān)是雙極串聯(lián)形式 觸頭的接觸形式采用線接觸 接觸面大 磨損較小 制造方便 觸頭制成單獨(dú)成零件 便于更換 用來操縱主觸頭閉合 傳動(dòng)形式 手動(dòng)傳動(dòng)電磁機(jī)構(gòu)傳動(dòng) 位于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與主觸頭之間 用來保證當(dāng)電路發(fā)生短路時(shí) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還起作用 高速開關(guān)能夠可靠地開斷電路 即過載時(shí)通過拉桿作用于自由脫扣機(jī)構(gòu)而開斷 短路時(shí)直接撞擊鎖鉤開斷電路 用于聯(lián)鎖 指示 控制作用 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 52 HB 高速斷路器 箱 53 HB 高速斷路器 箱 54 一 主電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 二 高速斷路器 4 HSCB的工作原理 圖1 12高速斷路器的結(jié)構(gòu)原理 55 圖1 11TSEl250 B I型高速開關(guān)結(jié)構(gòu)原理 1 上接線端2 靜觸頭3 動(dòng)觸頭4 動(dòng)觸頭臂5 彈性連接板6 下界限端7 過載跳閘 S 裝置8 拉桿9 釋放鎖件10 轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)11 轉(zhuǎn)換軸12 短路快速跳閘 KS 銜鐵13 撞擊螺釘14 轉(zhuǎn)換桿15 滾軸17 短路快速跳閘拉桿18 19 滅弧板 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 4 HSCB的工作原理 56 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 5 HSCB的參數(shù) 57 BHB 母線高速斷路器 箱 BusbarHigh SpeedBreaker 58 BHB 母線高速斷路器 箱 59 BHB 母線高速斷路器 箱 60 BHB 母線高速斷路器 箱 61 BHB 母線高速斷路器 箱 62 BHB 母線高速斷路器 箱 63 一 主電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 受電弓 高速斷路器 主接觸器 線路濾波器 制動(dòng)電阻器 平波電抗器 浪涌吸收器 接地裝置 主接觸器 64 一 主電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 三 主接觸器 一種用來頻繁接通和切斷主電路的自動(dòng)切換電器 能遠(yuǎn)距離自動(dòng)控制 操作頻率高 通斷電流較大 65 牽引逆變器原理圖 K IC 電源輸入接觸器K CCC 預(yù)充電接觸器 66 2 電磁接觸器工作原理 a 接通過程 電磁圈未通電時(shí) 銜鐵在反力彈簧作用下保持在釋放位置 當(dāng)電磁線圈得電后 鐵芯在電磁力作用下帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)桿克服反力彈簧運(yùn)動(dòng) 動(dòng)觸頭在驅(qū)動(dòng)桿帶動(dòng)下 觸頭上部與靜觸頭點(diǎn)接觸 隨著驅(qū)動(dòng)桿繼續(xù)運(yùn)動(dòng) 觸頭上壓力不斷增加 動(dòng)觸頭在靜觸頭上邊滾動(dòng)邊滑動(dòng) 進(jìn)行研磨 一直到電磁力與反力彈簧力平衡止 接觸點(diǎn)移到觸頭下部 完成觸頭閉合 主接觸器進(jìn)入工作狀態(tài) 同時(shí)輔助觸頭依靠驅(qū)動(dòng)凹輪 同步打開或閉合 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 67 斷開的過程則相反 失電后 電磁力小時(shí) 反力彈簧起作用 主觸頭分?jǐn)?同時(shí)輔助觸頭的狀態(tài)也跟著變化 主觸頭閉合的研磨過程 將其表面的氧化物或臟物擦掉 減小接觸電阻 出頭斷開的反力可使觸頭分?jǐn)鄷r(shí)所產(chǎn)生的電弧不致?lián)p壞正常接觸點(diǎn) 反力主要由彈簧力產(chǎn)生 通常是園柱螺旋彈簧 圓柱螺旋彈簧分為 拉伸彈簧 壓縮彈簧 b 斷開過程 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 68 3 BMS 15 06型直流電磁接觸器技術(shù)參數(shù) 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 69 一 主電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 受電弓 高速斷路器 主接觸器 線路濾波器 制動(dòng)電阻器 平波電抗器 浪涌吸收器 接地裝置 線路濾波器 70 一 主電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 四 線路濾波器 包括線路濾波電抗器和電容器 安裝于主電路牽引變流器中 功能 濾平輸入電壓抑制過電壓抑制諧波電流限制故障電流 71 FL 濾波電抗器 箱 FilterReactor 72 FL 濾波電抗器 箱 73 一 主電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 受電弓 高速斷路器 主接觸器 線路濾波器 制動(dòng)電阻器 平波電抗器 浪涌吸收器 接地裝置 制動(dòng)電阻器 74 一 主電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 五 制動(dòng)電阻器 1 功能 吸收發(fā)動(dòng)機(jī)能量電能轉(zhuǎn)換為熱能散逸至大氣 圖1 13制動(dòng)電阻器結(jié)構(gòu)1 底面板2 電阻排3 絕緣板4 銅棒5 熱量顯示盒6 風(fēng)道 75 要求 良好的熱容量 耐振動(dòng) 防腐蝕 在高溫下不生成氧化層 特別要注意在正常使用周期內(nèi)不斷裂 76 五 制動(dòng)電阻器 車底制動(dòng)電阻箱 作用 電阻制動(dòng)時(shí) 制動(dòng)電阻吸收未被消耗掉的電機(jī)發(fā)電能量 轉(zhuǎn)換為熱能散逸到大氣中去 77 一 主電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 受電弓 高速斷路器 主接觸器 線路濾波器 制動(dòng)電阻器 平波電抗器 浪涌吸收器 接地裝置 平波電抗器 78 一 主電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 六 平波電抗器 帶鐵心的大電感 隔交通直應(yīng)用 與牽引電動(dòng)機(jī)支路串聯(lián) 減小電流脈動(dòng) 79 一 主電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 受電弓 高速斷路器 主接觸器 線路濾波器 制動(dòng)電阻器 平波電抗器 浪涌吸收器 接地裝置 浪涌吸收器 80 一 主電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 七 浪涌電壓吸收器 避雷器 作用 防止來自車輛外部過電壓 如雷擊 對(duì)車輛電氣設(shè)備的破壞 與被保護(hù)物并聯(lián)出現(xiàn)過電壓時(shí)放電 其外殼用硅橡膠材料或其它抗紫外線 不分解的絕緣材料制成 81 82 1 結(jié)構(gòu)原理 浪涌吸收器安裝于B車車頂?shù)氖茈姽瓊?cè) 它包括一個(gè)火花間隙和一個(gè)非線性電阻 裝配于一個(gè)陶瓷殼內(nèi) 正常電壓下火花間隙處于不通狀態(tài) 出現(xiàn)大氣過電壓時(shí)擊穿放電 將過電壓限制在一定水平 保護(hù)設(shè)備 當(dāng)過電壓終止后 迅速恢復(fù)至正常狀態(tài) 擊穿電壓的幅值同擊穿時(shí)機(jī)的關(guān)系曲線稱為伏秒特性 要可靠保護(hù)用電設(shè)備 避雷器的伏秒特性應(yīng)低于被保護(hù)絕緣的伏秒特性 即同一過電壓下避雷器應(yīng)先擊穿 一 主電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 七 浪涌電壓吸收器 避雷器 83 2 浪涌吸收器主要技術(shù)參數(shù) 1 額定沖擊釋放電流 沖擊電流 持續(xù)釋放電流 短路電流 2 閥座電壓 沖擊釋放電壓 直流放電電壓 3 爬電距離 放電距離 4 特性曲線 3 浪涌吸收器主要技術(shù)參數(shù)舉例 使用車型 A型車 網(wǎng)壓DCl500V 84 一 主電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 受電弓 高速斷路器 主接觸器 線路濾波器 制動(dòng)電阻器 平波電抗器 浪涌吸收器 接地裝置 接地裝置 85 一 主電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 八 接地裝置 為主電路提供回流通路 使電流經(jīng)輪對(duì)到達(dá)鋼軌 構(gòu)成完整的回路 防止電流通過軸承噪聲軸承內(nèi)潤(rùn)滑油層的電腐蝕 提高軸承的使用壽命 86 安裝位置 安裝于轉(zhuǎn)向架軸端 分別在A車轉(zhuǎn)向架的第2軸的右側(cè)和第3軸左側(cè)軸端各安裝了一個(gè) 分別在B車和C車的轉(zhuǎn)向架第1 3軸的左側(cè)軸端各安裝了一個(gè) 在第2 4軸的右側(cè)軸端各安裝了一個(gè) 接地裝置主要由接觸盤 碳刷架 彈簧支撐組成 87 二 控制電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 駕駛控制器 速度傳感器 繼電器 駕駛控制器 駕駛控制器裝置牽引控制系統(tǒng)電器列車自動(dòng)控制系統(tǒng)電器等 控制電路電器 88 北京地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司列車司機(jī) 廖明 89 二 控制電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 一 駕駛控制器 城軌車輛司機(jī)控制器為凸輪觸點(diǎn)式控制器 90 圖1 14司機(jī)控制器結(jié)構(gòu) 駕駛控制器結(jié)構(gòu) 91 駕駛控制器的結(jié)構(gòu) 1 主控制手柄2 方式 方向手柄3 主控器鑰匙4 警惕開關(guān)5 電位器6 轉(zhuǎn)換開關(guān)組7 凸輪組 位于主控手柄的上端的兩個(gè)半圓頭開關(guān) 正常工作時(shí) 司機(jī)必須用大拇指將兩個(gè)半圓合攏 只有停車時(shí)才放開 人工駕駛時(shí)只有按下警惕開關(guān) 操作主控器手柄 列車才能啟動(dòng) 若松開警惕開關(guān)3秒鐘 在彈簧作用下兩個(gè)半圓頭分開 列車立即進(jìn)入緊急制動(dòng)狀態(tài) 在主控手柄底部連接一電位器 當(dāng)主控手柄由零位移向牽引或制動(dòng)位時(shí) 輸出0 20mA電流的司機(jī)指令 給控制電路 一 駕駛控制器 92 1 主控制手柄 主控手柄有零位 牽引 制動(dòng) 快速制動(dòng)四個(gè)位置 0 位 機(jī)械零位 牽引 位 向前推動(dòng)手柄 遠(yuǎn)離司機(jī) 牽引給定值可無級(jí)輸入 最前端位置為 100 牽引位 制動(dòng) 位 向內(nèi)拉動(dòng)手柄 拉向司機(jī) 制動(dòng)給定值可無級(jí)輸入 在 100 制動(dòng)位 有一阻滯 最里端位置為 緊急 快速 制動(dòng)位 快速制動(dòng)帶有限位凹槽 一 駕駛控制器 93 2 方式 方向手柄 方式方向手柄用于選擇駕駛方向 有向前 0 后退三個(gè)位置 運(yùn)行方向必須在車輛運(yùn)行前選擇 并且到下一站前保持有效 ATC 列車自動(dòng)控制位 通過系統(tǒng)操作或手動(dòng)控制向前運(yùn)行 在制動(dòng)位上通過操作主控器手柄 可擺脫 ATC 的指令進(jìn)行制動(dòng) 0 位置 沒有駕駛模式被激活 后退 位置 人工倒車模式 方式 方向手柄與主控制手柄間存在機(jī)械連鎖 只有當(dāng)主控器手柄在 0 位 方式 方向手柄才進(jìn)行向前或向后位置轉(zhuǎn)換 只有當(dāng)選擇好方向 即方式 方向手柄在非零位 主控器手柄才可進(jìn)行牽引或制動(dòng)操作 一旦方式 方向手柄在非允許情況下改變了方向手柄的位置 則系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)緊急制動(dòng) 一 駕駛控制器 94 3 主控器鑰匙 主控器鑰匙用于激活司機(jī)臺(tái) 有兩個(gè)位置 0 位置 關(guān)閉位置 只能在此位置取出或插入鑰匙 主控器鑰匙零位時(shí) 主控器手柄和方式 方向手柄被鎖死 不能操作且都處于零位 1 位置 激活司機(jī)臺(tái) 司機(jī)可進(jìn)一步操作其它開關(guān)激活車輛 一旦主控器手柄和方式方向手柄處于非零位 則主控器鑰匙被鎖死不能回零位 只有當(dāng)主控器手柄和方式 方向手柄雙零位時(shí) 主控器鑰匙開關(guān)才能從 1 位移回 0 位 一 駕駛控制器 95 二 控制電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 一 駕駛控制器 96 司機(jī)室司機(jī)臺(tái) 97 二 控制電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 駕駛控制器 速度傳感器 繼電器 速度傳感器 駕駛控制器裝置牽引控制系統(tǒng)電器列車自動(dòng)控制系統(tǒng)電器等 控制電路電器 98 二 控制電路電器 二 速度傳感器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 速度傳感器安裝于車輛輪軸上 它提供控制系統(tǒng)信號(hào)的選取 轉(zhuǎn)換和傳輸 裝于城市軌道交通車輛上的速度傳感器要求性能可靠 精度要高 抗干擾性強(qiáng) 99 二 控制電路電器 二 速度傳感器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 GE ATC系統(tǒng)速度傳感器 GL 防滑速度傳感器 E 接地裝置 G 防空轉(zhuǎn)防滑行速度傳感器 E 接地裝置 速度傳感器 防滑速度傳感器 接地裝置 防空轉(zhuǎn)防滑速度傳感器 接地裝置 100 101 1 結(jié)構(gòu)與工作原理 二 控制電路電器 二 速度傳感器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 作用 用于城市軌道交通列車的速度檢測(cè) 結(jié)構(gòu) 脈沖發(fā)生器 磁輪 密封件 外蓋 工作原理 是磁電式傳感器 利用電磁感應(yīng)原理 不需要外加電源 可將輸入機(jī)械位移轉(zhuǎn)換成線圈中的感應(yīng)電勢(shì)輸出 圖1 19轉(zhuǎn)速傳感器原理圖 當(dāng)齒輪隨車軸旋轉(zhuǎn)時(shí) 齒輪與軟磁鐵軛之間的氣隙隨之變化 從而導(dǎo)致氣隙磁阻和穿過氣隙的主磁通的變化 在線圈中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì) 設(shè)每轉(zhuǎn)一圈傳感器發(fā)出110個(gè)脈沖 其頻率為 f Nn 60Hz 式中 n 轉(zhuǎn)速 r min N 齒數(shù) 110 102 2 技術(shù)參數(shù) 二 速度傳感器 103 二 控制電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 駕駛控制器 速度傳感器 繼電器 繼電器 駕駛控制器裝置牽引控制系統(tǒng)電器列車自動(dòng)控制系統(tǒng)電器等 控制電路電器 104 二 控制電路電器 三 繼電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 一位端一位側(cè)電氣柜 105 三 繼電器 定義 是一種根據(jù)外界輸入信號(hào) 電量或非電量 的變化 接通或斷開小電流電路 以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和保護(hù)功能的電器 作用 主要用來反映各種控制信號(hào) 其觸點(diǎn)通常接在控制電路中 不直接控制主電路 特點(diǎn) 主要用來反映各種控制信號(hào) 其觸點(diǎn)通常接在控制電路中 不直接控制主電路 圖1 20電氣設(shè)備柜中的繼電器 106 繼電器構(gòu)成 測(cè)量機(jī)構(gòu) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)繼電器分類 按照工作原理分為 電磁繼電器 感應(yīng)繼電器 熱繼電器等按輸入信號(hào)性質(zhì)分 電流繼電器 電壓繼電器 壓力繼電器等按輸入信號(hào)性質(zhì)分 有觸電 無觸點(diǎn)式 107 1 結(jié)構(gòu)原理 電磁式繼電器的電磁機(jī)構(gòu)就是測(cè)量機(jī)構(gòu) 當(dāng)輸入量達(dá)到其動(dòng)作參數(shù)時(shí) 就將轉(zhuǎn)變?yōu)殂曡F的吸合動(dòng)作 它的觸點(diǎn)是執(zhí)行結(jié)構(gòu) 當(dāng)輸入量達(dá)到動(dòng)作參數(shù)時(shí) 它由原來的開斷狀態(tài)轉(zhuǎn)變成閉合狀態(tài) 并接通被其控制的電路 從而得到一個(gè)輸出電壓 繼電器的輸入量與輸出量的關(guān)系稱為繼電器的輸出一輸入特性 設(shè)輸入量X 輸出量為Y 當(dāng)輸入量X由零增加到動(dòng)作參數(shù)X動(dòng)作時(shí) 銜鐵被吸合 使觸點(diǎn)閉合 接通被控電路 在輸出端有電壓輸出 即輸出量Y由零躍變到最大值Ymax 銜鐵吸合后 如果將輸入量X減小到釋放X釋放 使反作用力大于電磁吸力 銜鐵釋放 觸頭開斷 被控電路也斷開 輸出量由量大值Ymax下降到零 當(dāng)輸入量X由X釋放繼續(xù)減小時(shí) 輸出量Y維持為零值 通常X動(dòng)作遠(yuǎn)大于X釋放 繼電器輸入量的釋放參數(shù)與動(dòng)作數(shù)之比稱為返回系數(shù)K 即K為X釋放 X動(dòng)作的比值 108 2 技術(shù)參數(shù)繼電器的主要特征參數(shù)有 額定電壓 吸合電壓 釋放電壓 吸合時(shí)間 釋放時(shí)間 線圈消耗功率 觸點(diǎn)接觸電阻 絕緣電阻 觸點(diǎn)負(fù)荷和壽命等 3 繼電器舉例上海地鐵一號(hào)線車輛主要使用SH系列繼電器 其命名為 109 三 輔助電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 主要包括 空氣壓縮機(jī)裝置 照明和空調(diào)等 城軌列車的每個(gè)單元 即A B和C車車頂上都安裝了兩個(gè)相同的空調(diào)裝置 A C 該空調(diào)裝置一般不能用來取曖 空調(diào)裝置把空氣吸入到安裝在車頂板上部的風(fēng)道里 空氣在風(fēng)道里按整車長(zhǎng)度均勻分配 并通過安裝在車頂上的空氣隔柵吹入客室 A車除了有客室通風(fēng)系統(tǒng) 還安裝了單獨(dú)的司機(jī)室通風(fēng)單元 司機(jī)室通風(fēng)單元與風(fēng)道系統(tǒng)相連 由人工控制 新鮮空氣通過四個(gè)橫向的隔柵 新風(fēng)入口 進(jìn)入A C單元 與從客室來的循環(huán)空氣混合 循環(huán)空氣通過空調(diào)單元端部的返回入風(fēng)口進(jìn)入空調(diào) 混合空氣經(jīng)處理后 經(jīng)空氣分配風(fēng)道強(qiáng)迫進(jìn)入客室 110 三 輔助電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 空調(diào)裝置 圖1 19車輛空調(diào)系統(tǒng) 111 三 輔助電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 空調(diào)裝置 112 三 輔助電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 空調(diào)裝置 113 三 輔助電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 空調(diào)裝置 114 三 輔助電路電器 任務(wù)二城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能 空調(diào)裝置 115 客室空調(diào)送回風(fēng)口分布圖 客室空調(diào)風(fēng)道出口 116 空調(diào)機(jī)組的主要部件及其分布見下圖所示 117 作用 確保車內(nèi)有一個(gè)舒適的環(huán)境溫度和濕度 即使室外的溫度和濕度很高 空調(diào)裝置也能夠給旅客提供充足的新鮮空氣 客室空調(diào)控制器 客室空調(diào)控制柜 空調(diào)壓縮機(jī) 空調(diào)蒸發(fā)風(fēng)機(jī) 冷凝風(fēng)機(jī) 蒸發(fā)器 118 1 空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成 2個(gè)冷凝盤管 2個(gè)軸流風(fēng)扇電機(jī) 即室外熱交換機(jī) 作用 將室外風(fēng)機(jī)吸入的新鮮空氣經(jīng)過盤管 實(shí)現(xiàn)內(nèi)部制冷劑的冷凝 2個(gè)渦旋式壓縮機(jī) 吸入低溫的制冷劑將其壓縮為高溫高壓的制冷劑后送出 2個(gè)干燥過濾器 用以吸收制冷劑中的水分 同時(shí)過濾制冷劑中的雜質(zhì) 避免制冷系統(tǒng)出現(xiàn)臟堵 1套蒸發(fā)器包括 1個(gè)帶有兩個(gè)熱力膨脹閥的蒸發(fā)器盤管 1套風(fēng)扇及其驅(qū)動(dòng)電機(jī) 1個(gè)壓力開關(guān) 1個(gè)供風(fēng)溫度傳感器 1個(gè)空氣過濾器作用 將制冷劑與混合空氣進(jìn)行熱交換 1個(gè)基于微處理器的溫度控制器控制板 通過數(shù)字輸入 輸出和MVB總線與車輛信息系統(tǒng)連接 用來報(bào)告故障 啟動(dòng)命令 啟動(dòng)授權(quán)和自檢測(cè)結(jié)果 119 2 空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行模式 通風(fēng) 無制冷 預(yù)制冷 只有循環(huán)空氣 制冷 一般新鮮空氣模式 制冷 減少新鮮空氣模式 緊急通風(fēng) 只有新鮮空氣 試驗(yàn)?zāi)Ｊ?通常的三種 空調(diào)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí) 預(yù)制冷模式自動(dòng)啟動(dòng) 一直保持到發(fā)出駕駛指令 在這期間沒有新風(fēng)被送入客室 120 空調(diào)的控制 121 項(xiàng)目小結(jié) 1 城軌交通控制系統(tǒng)構(gòu)成 主 輔 控 門控系統(tǒng)2 車輛運(yùn)行傳動(dòng)控制原理 能量轉(zhuǎn)換與力的傳遞3 車輛電氣部件的結(jié)構(gòu)原理 122 實(shí)踐練習(xí)課上與課下結(jié)合 書面與實(shí)踐結(jié)合 基礎(chǔ)與綜合結(jié)合 課業(yè) 操作練習(xí) 1 在實(shí)訓(xùn)室完成對(duì)城軌交通車輛電氣控制系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)和對(duì)其作用了解 2 通過模擬操作受電弓 了解受電弓的升弓和降弓氣路工作過程 根據(jù)受電弓圖片 標(biāo)出受電弓各部件的名稱 說明其作用 3 根據(jù)自己對(duì)牽引的了解 畫出城軌車輛牽引系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換過程圖 書面練習(xí) 1 說明城市軌道交通車輛控制的原理 2 簡(jiǎn)介城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)組成 3 以A型車為例 列表說明城市軌道交通地鐵車輛電氣設(shè)備布置 123 ThankYou 歡迎交流溝通 124