城轨车辆用牵引电机分析
学院：电气工程学院
班级：磁浮01
学号：20121485
姓名：孟振强
城轨车辆牵引—永磁同步电机
一．永磁同步电机的原理
在电动机的定子绕组中通入三相电流，在通入电流后就会在电动机的定子绕组中形成旋转磁场，由于在转子上安装了永磁体，永磁体的磁极是固定的，根据磁极的同性相吸异性相斥的原理，在定子中产生的旋转磁场会带动转子进行旋转，最终达到转子的旋转速度与定子中产生的旋转磁极的转速相等，所以可以把永磁同步电机的起动过程看成是由异步启动阶段和牵入同步阶段组成的。在异步启动的研究阶段中，电动机的转速是从零开始逐渐增大的，造成上诉的主要原因是其在异步转矩、永磁发电制动转矩起的磁阻转矩和单轴转子磁路不对称,等一系列的因素共同作用下而引起的，所以在这个过程中转速是振荡着上升的。在起动过程中，只有异步转矩是驱动性,电动机就是以这个转矩来得以加速的 , 其他的转矩大部分以制动性质为主。在电动机的转速由零增加到接近定子的磁场旋转转速时，在永磁体脉振转矩的影响下永磁同步电机的转速有可能会超过同步转速，进而出现转速的超调现象。但经过一段时间的转速振荡后，最终在同步转矩的作用下被牵入同步状态。
二．永磁同步电机的结构
永磁同步电机主要是由转子、端盖、及定子等各部件组成的。一般来说，永磁同步电机的最大的特点是它的定子结构与普通的感应电机的结构非常的相似，主要是区别是转子的独特的结构与其它电机形成了差别。和常用的异步电机的最大不同则是转子的独特的结构，
在转子上放有高质量的永磁体磁极。由于在转子上安放永磁体的位置有很多选择，所以永磁同步电机通常会被分为三大类：内嵌式、面贴式以及插入式，如图1.1所示。永磁同步电机的运行性能是最受关注的，影响其性能的因素有很多，但是最主要的则是永磁同步电机的结构。就面贴式、插入式和嵌入式而言，各种结构都各有其各自的优点。
面贴式的永磁同步电机在工业上是应用最广泛的，其最主要的原因是其拥有很多其他形式电机无法比拟的优点，例如其制造方便，转动惯性比较小以及结构很简单等。并且这种类型的永磁同步电机更加容易被设计师来进行对其的优化设计，其中最主要的方法是设计成近似正弦的分布把气隙磁链的分布结构，将其分布结构改成正弦分布后能够带来很多的优势，例如它所带来的负面效应，能减小磁场的谐波以及应用以上的方法能够很好的改善电机的运行性能。插入式结构的电机之所以能够跟面贴式的电机相比较有很大的改善是因为它充分的利
用了它设计出的磁链的结构有着不对称性所生成的独特的磁阻转矩
能大大的提高了电机的功率密度，并且在也能很方便的制造出来，所
以永磁同步电机的这种结构被比较多的应用于在传动系统中，但是其缺点也是很突出的，例如制作成本和漏磁系数与面贴式的相比较都要大的多。嵌入式的永磁同步电机中的永磁体是被安置在转子的内部，相比较而言其结构虽然比较复杂，但却有几个很明显的优点是毋庸置疑的，因为有以高气隙的磁通密度，所很明显的它跟面贴式的电机相比较就会产生很大的转矩；因为在转子永磁体的安装方式是选择嵌入式的，所以永磁体在被去磁后所带来的一系列的危险的可能性就会很小，因此电机能够在更高的旋转速度下运行但是并不需要考虑转子中永磁体是否会因为离心力过大而被破坏。
为了体现永磁同步电机的优越性能，与传统异步电机来进行比较，永磁同步电机特别是最常用的稀土式的永磁同步电机具有结构简单，运行可靠性很高；体积非常的小，质量特别的轻；损耗也相对较少，效率也比较高；电机的形状以及大小可以灵活多样的变化等比较明显的优点。正是因为其拥有这么多的优势所以其应用范围非常的广泛，几乎遍及航空航天、国防、工农业的生产和日常生活等的各个领域。永磁同步电动机与感应电动机相比，可以考虑不输入无功励磁电流，因此可以非常明显的提高其功率因数，进而减少了定子上的电流以及定子上电阻的损耗，而且在稳定运行的时候没有转子电阻上的损耗，进而可以因总损耗的降低而减小风扇（小容量的电机甚至可以不用风扇）以及相应的风磨损耗，从而与同规格的感应电动机相比较其效率可以提高2-8个百分点。
三．永磁同步电机的数学特性
为了简化和求解数学模型方程，运用坐标变换理论,通过对同步电动机定子三相静止坐标轴系的基本方程进行线性变换，实现电机数学模型的解耦 。 r θδ
αA f ψd
s ψdc s i ββ
sq i sd i s i α
s u s i qc
q 0C C
：定子电压
：定子三相静止坐标系 ：定子电流 ：定子两相静止坐标系 ：定子磁链矢量 ：转子两相坐标系 ：转子磁链矢量 ：转子角位置 ：电机转矩角
假设： 1)忽略电动机铁心的饱和；
2)不计电动机中的涡流和磁滞损耗；
3)转子无阻尼绕组。
永磁同步电动机在三相定子参考坐标系中的数学模型可以表达如s s s f r
u i ψψθδ
A B C 、、αβ、d 、q
下：
定子电压：
定子磁链：
电磁转矩：
永磁同步电动机在 坐标系中的数学模型可
以表达如下：
定子电流：
定子磁链：
电磁转矩：
s s s s d u R i dt ψ=+r j s s s f L i e θψψ=+32e p s s T n i ψ=?αβ-s s s j αβψψψ=+s s s i i ji αβ=+()32
e p s s s s T n i i αββαψψ=-
永磁同步电动机在转子旋转坐标系d-q 中的数学模 型可以表达如下：
定子电压：
定子磁链：
电磁转矩：
四．永磁同步电机相比交流异步电机优势
1、效率高、更加省电：
a 、由于永磁同步电机的磁场是由永磁体产生的，从而避免通过励磁电流来产生磁场而导致的励磁损耗（铜耗）；
b 、永磁同步电机的外特性效率曲线相比异步电机，其在轻载时效率值要高很多，这是永磁同步电机在节能方面，相比异步电机最大的一个优势。因为通常电机在驱动负载时，很少情况是在满功率运行，这是因为：一方面用户在电机选型时，一般是依据负载的极限工况来确定电机功率，而极限工况出现的机会是很少的，同时，为防止在异常工况时烧损电机，用户也会进一步给电机的功率留裕量；另一方面，d d s d r q d u R i dt ψωψ=+-q q s q r d d u R i dt ψωψ=+-d d d f L i ψψ=+q q q
L i ψ=3()2e n f q d q d q T p i L L i i ψ??=+-??
设计者在设计电机时，为保证电机的可靠性，通常会在用户要求的功率基础上，进一步留一定的功率裕量，这样导致在实际运行的电机90%以上是工作在额定功率的70%以下，特别是在驱动风机或泵类负载，这样就导致电机通常工作在轻载区。对异步电机来讲，其在轻载时效率很低，而永磁同步电机在轻载区，仍能保持较高的效率，其效率要高于异步电机20%以上。
c、由于永磁同步电机功率因数高，这样相比异步电机其电机电流更小，相应地电机的定子铜耗更小，效率也更高。
d、系统效率高：永磁电机参数，特别是功率因数，不受电机极数的影响，因此便于设计成多极电机（如可以100极以上），这样对于传统需要通过减速箱来驱动负载电机，可以做成直接用永磁同步电机驱动的直驱系统，从而省去了减速箱，提高了传动效率。
2、功率因数高：
由于永磁同步电机在设计时，其功率因数可以调节，甚至可以设计成功率因数等于1，且与电机极数无关。而异步电机随着极数的增加，由于异步电机本身的励磁特点，必然导致功率因数越来越低，如极数为8极电机，其功率因数通常为0.85左右，极数越多，相应功率因数越低。即使是功率因数最高的2极电机，其功率因数也难以达到0.95。电机的功率因数高有以下几个好处：
a、功率因数高，电机电流小，电机定子铜耗降低，更节能；
b、功率因数高，电机配套的电源，如逆变器，变压器等，容量可以更低，同时其他辅助配套设施如开关，电缆等规格可以更小，相应系统成本更低；
c、由于永磁同步电机功率因数高低不受电机极数的限制，在电机配套系统允许的情况下，可以将电机的极数设计的更高，相应电机的体积可以做得更小，电机的直接材料成本更低。
3、电机结构简单灵活：
a、由于异步电机转子上需要安装导条、端环或转子绕组，大大限制了异步电机结构的灵活性，而永磁同步电机转子结构设计更为灵活，如对铁路牵引电机，可以将电机转子的磁钢可直接安装在机车轮对的转轴上，从而省去了减速齿轮箱，结构大为简化；又如永磁风力发电机，电机做成外转子直驱结构，电机的转子与叶轮做成一个整体，随叶轮一起转动，而定子固定在支撑塔上。
b、由于永磁同步变频调速电机参数不受电机极数的限制，便于实现电机直接驱动负载，省去噪音大，故障率高的减速箱，增加了机械传动系统设计的灵活性。
4、可靠性高：
从电机本体来对比，永磁同步变频调速电机与异步电机的可靠性相当，但由于永磁同步电机结构的灵活性，便于实现直接驱动负载，省去可靠性不高的减速箱；在某些负载条件下甚至可以将电机设计在其驱动装置的内部，如风力发电直驱装置，石油钻机的绞车驱动装置，从而可以省去传统电机故障率高的轴承：大大提高了传动系统的可靠性。
5、体积小，功率密度大：
永磁同步变频调速电机体积小，功率密度大的优势，集中体现在驱动低速大扭矩的负载时，一个是电机的极数的增多，电机体积可以缩小。还有就是：电机效率的增高，相应地损耗降低，电机温升减小，则在采用相同绝缘等级的情况下，电机的体积可以设计的更小；电机结构的灵活性，可以省去电机内许多无效部分，如绕组端部，转子端环等，相应体积可以更小。
6、起动力矩大、噪音小、温升低：
a、永磁同步电机在低频的时候仍能保持良好的工作状态，低频时的输出力矩较异步电机大，运行时的噪音小；
b、转子无电阻损耗，定子绕组几乎不存在无功电流，因而电机温升低，同体积、同重量的永磁电机功率可提高30%左右；同功率容量的永磁电机体积、重量、所用材料可减少30%。
五．永磁同步电机在轨道交通方面的应用及特点
城轨车辆牵引系统直接决定着车辆运行性能,关系到车的安全性、运行质量及对能源的消耗。与一般交通工具相比, 城轨车辆具有客运量大、站间距离短、行车密度大等特点。早期城轨车辆常采用直流电机来实现牵引系统。随着电力电子技术的进步 , V V V F 逆变器控制的异步电机牵引系统得到了广泛应用, 替代了直流电机牵
引系统。与直流电机相比,异步电机没有换向器,维修减少,同时可做到小型轻量化。近年来随着永磁材料成本的降低和性能的提高 , 永磁同步电机( P M S M ) 凭借其高效率和高功率密度的特点 , 引起了轨道车辆牵引系统开发者的密切关注日本已经将P M S M应用于低地板电动车、独立车轮式电动车和可变轨距电动车,德国和法国也在高速动车组和低地板电动车上采用了永磁同步牵引电机。
PM S M在城轨车辆牵引系统的应用主要表现为 : 一是取消齿轮箱, 实现城轨车辆的直接传动;另一方面实现了将牵引电机做成全封闭电机。
1.P MS M作为直接传动电机
使用齿轮传动装置会带来传递损耗、噪声和维修等问题。如采用异步电机作为直接传动电机 ,牵引电机的体积会加大 ,从而导致
簧下重量增加 ,对轨道冲击加大, 对牵引电机的冲击也随之增大。因此,在重量和尺寸受到严格限制的车体地板下采用异步电机作为直接传动电机很困难。P M S M与过去的直流电机和异步电机相比,具有极对数多,转矩密度高的特点,因此其体积和重量可大幅减小 ,而
且更易实现多级低速大扭矩运动, 从而能在现有尺寸和重量条件下
实现直接传动。各发达国家均在积极开展 P M S M的直接传动系统研究。德国铁路公司对分别采用异步电机和 P M S M 的 I C E 3原型车进行了详细的试验对比 ,结果见表 1。从表 1可看出采用 P M S M直接驱动不仅减轻了系统重量,而且提高了效率。
表 1
I C E3异步电动机与 P MS M主要参数对比
主要参数异步电动机PMSM
额定功率/kW 500 500
传动比1:2.79
起动牵引力/(kN· m) 3.2 9.0
牵引电动机重量/kg 750 400 牵引电动机最大效率/(%) 94.5 96.5 传动齿轮效率/(%) 97
总效率/(%) 91.5 96.5 西门子针对未来城市轨道车辆 S y n t e g r a 开发了 P M S M
直接传动系统。其中噪声可降低 15d B ,体积减少 30%, 效率提高3%。日本铁道综合技术研究所 ( R T R I ) 先后开发了 R M T 9、R M T 11和 R M T 17型直接驱动式 P M S M ,并在 103系通勤车上进行了运行试验, 结果表明其效率和功率因数明显提高, 噪声水
平大幅降低。东日本铁路公司 A CT r a i n 电动车组开发了直接驱动式P M S M , 并与异步电机传动系统进行了对比, 试验结果显示可节能 10%以上, 沿线噪声约可降低 5d B。法国阿尔斯通公司也将开用于单层A G V 高速列车的永磁同步直接传动电动机作为
未来牵引传动先进技术的一部分。
2. P MS M作为全封闭牵引电机
由于城轨车辆牵引电机要求体积小、输出功率大, 所以通常采用强迫冷却方式,而冷却风中含有尘埃 ,会污染牵引电机内部, 因此牵引电机需要定期进行解体清扫。车辆的牵引电机多数是转子与风扇直接相连的自通风结构, 高速运转时风扇的噪声很大。如果电机为全封闭结构 ,灰尘就不会侵入牵引电机内部 ,也就不需要解体电机进
行清扫, 同时电机里的噪声被隔离 ,可实现低噪声牵引电机。但全封闭电机比通风冷却电机的冷却性能差, 因此全封闭电机要做到尺
寸和性能与以往电机相同, 就必须采用效率高、发热小的 P M S M ,并研究新的冷却结构 ,以使各部分的温升控制在规定的限值以内。法国 A L S T O M公司分别为 C i t a d i s 型低地板轻轨车辆( L R V ) 和改进型 A G V 高速动车组开发了 120 k W和 720 k W全封闭永磁同步牵引电机,其简要参数如表 2所示。其中采用 P M S M
牵引系统的 360 k m/hA G V 高速列车已于 2008年 2月下线。
表2Citadis和AGV所用PMSM部分参数
主要参数Citadis型低地板车辆AGV高速列车
最大转速 /(r· min-1 ) 3 600 4 500 牵引功率 /kW 120 720
制动功率 /kW 240 720 极数8 极12 极外部尺寸380 mm×420 mm 直径 650 mm
长度 /mm 525 650
总重/kg 285 730
六．控制技术
1. P MS M矢量控制矢量控制
P MS M矢量控制矢量控制 ( V C ) 最早是在 1971年由 B l a s h -k e等人针对异步电动机提出的 ,其基本思想源于对直流电机的
严格模拟。在 P M S M V C 系统中 ,转子磁极的位置用来决定逆变器的触发信号,以保证逆变器输出频率始终等于转子角频率。一般电机控制策略的选取是根据电机转矩和电流之间的线性度、控制过程中电机端电压的允许变化程度、功率因数和调速范围等进行综合考虑来确定的。在 P M S MV C 中, 常用的控制模式有直轴电流 id= 0
模式、功率因数 c o s = 1模式、转矩线性模式和恒磁通模式。其中 id= 0模式应用最多 ,该控制方式突出的优点是没有直轴电枢反应,不会引起永磁体的去磁现象, 且可以实现隐极式电机最大转矩电流比控制; 不足之处是电机端电压随负载增大而增大, 因而要求
逆变器具有较高的输出电压和较大的容量。在 P M S M控制系统的设计中 , 最关键、最困难的问题是如何针对变化复杂及具有不确定性的被控对象和环境作出有效的控制策略。为提高P M S M调速系统性能 , 避开负载或参数变化对电机动态性能的影响 , 自适应控制、滑模变结构控制、神经网络、模糊控制等现代控制方法和智能控制方法也在 P M S M V C系统中得到了广泛应用。
2. P MS M弱磁控制发展概况
P M S M的转子磁场由永磁体产生 , 因此不可能直接被减弱。其弱磁控制是利用直轴电枢反应使电机气隙磁场减弱, 从而达到等
效于减弱磁场的效果。许多学者针对以上基本思想进行了研究并提出了众多方案。提出了六步电压法 ,其主要思想是: 当电机弱磁运行时 , 通过控制电机的功角 ,调整电机的输出转矩和减弱电机的磁场。该方法可实现对逆变器直流母线电压的最大利用。提出了基于
虚拟瞬时功率的弱磁控制方法。定义虚拟瞬时功率 s = ud×iq+uq
× id , 通过寻找 s /ω e的最优值实现 P M S M的弱磁控制。采用过调制技术, 根据零电压矢量作用时间判断过调制起始点 , 用查表法确定调制比 ,提高逆变器直流母线电压利用率 ,实现对P M S M 弱磁运行区域的扩展。采用电流调节器, 实现 P M S M的弱磁控制, 电流调节器包括前馈解耦环节和电压补偿环节 , 定子交轴电流由电机角频率给定值与实际值之间的偏差决定,定子直轴电流由每安培最大转矩控制方案决定。为补偿直流母线电压对弱磁控制的影响,提出了将直流母线电压作为一个反馈量用于电压外环调节的改进方案,
从而使系统工作在最大电压利用状态。控制外环的电压可以确保电流调节器在任何工况下不至于饱和 ,从而取得较满意的控制效果。提出了自适应弱磁控制法以克服电流调节器饱和的问题。设计了复合转子结构的 P M S M,用于提高弱磁能力。弱磁控制可使 P M S M在低速时输出恒定转矩 ,高速时输出恒定功率, 有较宽的调速范围。较强的弱磁性能可在逆变器容量不变的情况下提高系统性能。因此 ,
对 P M S M进行弱磁控制并拓宽弱磁范围有着重要意义。
3.P MS M牵引系统效率优化方法发展概况
近年来 ,随着建设节约型社会的要求和对节能减排要求的日益
提高, 人们对能耗问题给予了充分关注。城轨车辆牵引系统是能耗大户, 因此电机牵引系统的效率优化控制技术的研究也引起了广泛关
注 ,尤其是对异步电机牵引系统。由于P M S M牵引系统的效率相对更高 , 并且 P M S M牵引系统尚是一个全新的系统, 使得对其效率
的进一步挖掘并不迫切,因而未受到充分重视 ,对该问题的研究进行的也相对较少。
从目前的研究情况来看, P M S M牵引系统的效率优化可分为三种类型 : ( 1) 定子电流最小控制策略 ; ( 2) 基于损耗模型的永磁电机最小损耗控制; ( 3) 检测逆变器直流输入功率的变化 ,动态调节控制量达到降低系统损耗的目的。最大转矩电流比可认为是 P M S M牵引系统最简单的一种效率优化方式,该方法实现相对简单 ,但其只能保证系统的铜耗最小,而不能保证铁耗的降低,因此系统的总损
耗并不一定最小。在建立表面式 P M S M损耗模型的基础上 , 获得了表面式P M S M电气损耗与直轴电流之间的关系 , 用数值计算的方法求得优化的直轴电流。在对 P M S M能量分流分析的基础上 , 建立了考虑铜耗、铁耗、机械损耗和杂散损耗模型, 获得了去除铜耗、铁耗、机械损耗和杂散损耗的机械输出转矩 ,对机械输出转矩进行最大转矩电流比控制 ,使定子电流最小 , 从而使铜耗、铁耗和杂散损耗最小 ,保证 P M S M最大效率运行。针对输入功率最小的效率优化方法,提出了采用模糊逻辑的方法来加速系统控制变量寻优过程的收敛速度。针对 P M S M提出了自适应的最小输入功率搜索方法。
七．研究趋势
目前, 国内外对城轨车辆 P M S M牵引系统的研究具有以下趋势: ( 1) 研究永磁材料的热稳定性 ,详尽分析各种不同磁路结构形式的抗去磁能力 ,为设计制造提供理论依据; ( 2) 改进制造装配工
艺, 设计专用工装与设备, 保证 P M S M工业化大批量生产 ; ( 3) 进一步提高 P M S M的弱磁控制性能, 不仅从控制方法上进一步完善 ,更需要从电机设计上提高 P M S M的弱磁性能 , 尤其需要提高P M S M弱磁的系统效率 ; ( 4)研究 P M S M无速度和无位置传感器技术 ,进一步降低系统成本、提高系统可靠性 ; ( 5) 分析 P M S M牵引系统对电网暂态稳定性的影响 ,并提出相应的评价标准及控制策略; ( 6) 研究 P M S M牵引系统的参数匹配和系统优化 ,加快牵引系统工程化进度,提高城轨车辆P M S M牵引系统的整体性能。八．对永磁同步电动机在城轨交通方面的发展感想高速铁路的发展需要机车牵引电机的体积、质量进一步减小。 P M S M相对异步电机而言具有效率高、体积小的优点 ,将成为机车牵引电机的又一个发展方向, 并且其固有的特点可满足现在能源和
环保的要求。永磁同步电机是众多高新技术和高新技术产业的基础，它与电力电子技术和微电子控制技术相结合，可以制造出许多新型的、性能优异的机电一体化产品和装备，代表了21世纪电机发展的方向。
CRH2型动车组牵引电动机概述 CRH2型动车组采用MT205型三相鼠笼异步电动机，每辆动车配置4台牵引电动机(并联连接)，一个基本动力单元共8台，全列共汁16台。电动机额定功率为300kW。最高转速6120r/min.最高试验速度达7040r/min。 牵引电动机由定子、转子、轴承、通风系统等组成.绝缘等级为200级。牵引电动机采用转向架架悬方式，机械通风方式冷却，平行齿轮弯曲轴万向接头方式驱动。外形如图7.62。所有牵引电动机的外形尺寸、安装尺寸和电气特性相同，各动车的牵引电动机可以实现完全互换。牵引电动机在车体转向架上的安装位置见图7.63。 同直流电动机相比，三相异步电动机有着显著的优越性能和经济指标，其持续功率大而体积小、质量轻。具体地说有以下优点： (1)功率大、体积小、质量轻。由于没有换向器和电刷装置，可以充分利用空间，同时在高速范围内因不受换向器电动机中电抗电势及片间电压等换向条件的限制，可输出较
大的功率，再生制动时也能输出较大的电功率，这对于发展高速运输是十分重要的。 (2)结构简单、牢固，维修工作量少。三相交流牵引电动机没有换向器和电刷装置，无需检查换向器和更换电刷，电动机的故障大大降低。特别是鼠笼形异步电动机，转子无绝缘，除去轴承的润滑外，几乎不需要经常进行维护。 (3)良好的牵引特性。由于其机械特性较硬，有自然防空转的性能，使黏着利用率提高。另外，三相交流异步电动机对瞬时过电压和过电流不敏感(不存在换向器的环火问题)，它在起动时能在更长的时间内发出更大的起动转矩。合理设计三相交流牵引电动机的调频、调压特性，可以实现大范围的平滑调速，充分满足动车组运行需要。 (4)功率因数高，谐波干扰小。其电源侧可采用四象限变流器，可以在较广范围内保持动车组电网侧的功率因数接近于1，电流波形接近于正弦波，在再生制动时也是如此，从而减小电网的谐波电流，这对改善电网的供电条件、减小通信信号干扰、改善电网电能质量和延长牵引变电站之间的距离十分有利。 CRH2型动车组采用的牵引电动机除具有上述传统异步电动机的优点外，还有以下特点： 电动机整体机械强度很高，高速运行时能承受很大的轮轨冲击力；采用耐电晕、低介质损耗的绝缘系统以适应变频
牵引电机 一．牵引电动机的组成 牵引电动机主要由定子和转子两部分组成。 定子又包括定子铁芯、定子绕组和机座。定子铁芯由硅钢片叠成，用于放置定子绕组，构成电动机的磁路；定子绕组由铜线绕制而成，构成电动机的电路；机座一般由铸铁或铸钢制成，是电动机的支架。 转子又包括铁芯和转轴。转子铁芯和定子铁芯相似，也由硅钢片叠成，作为电动机的中磁路的一部分。铁芯上开有槽，用于放置或浇注绕组，它安装在转轴上。工作时随转轴一起转动。绕组分为笼型和绕线型两种。笼型转子绕组由铸铝导条或铜条组成，端部用短路环短接。绕线型转子绕组和定子绕组相似。转轴由中碳钢制成，两端由轴承支撑，用来输出转矩。 为了保证牵引电动机的正常运转，在定子和转子之间存在气隙，气隙的大小对电动机的性能影响极大。气隙大，则磁阻大，由电源提供的励磁电流大，使电动机运行的功率因数低；但气隙过小，将使装配困难，容易造成运行中定子和转子铁芯相碰。
二．牵引电机的作用 铁路干线电力机车、工矿电力机车、电力传动内燃机车和各种电动车辆(如蓄电池车、城市电车、地下铁道电动车辆)上用于牵引的电机。
由于机车既要求有大的牵引力，又要求能高速运行，因此加到电动机上的电压与电流变动幅度较大，故要求电动机能适应较大的调压比，并有一定深度的磁场削弱能力。 牵引电动机在露天工作，环境恶劣，经常受到风沙、雨雪的侵袭，运用地区海拔高度、环境温度的差别很大，空气中的湿度、盐分（海滨区热季）和含尘量也不相同，这些都能使电动机绝缘变差。因此，牵引电动机的绝缘材料和绝缘结构应具有较好的防尘、防潮能力。 由于牵引电动机在运行中经常启动、制动、过载和磁场削弱，且机车运行时电动机受到冲击和振动都比普通电动机严重，因此，无论是电磁原因或是机械原因都会造成牵引电动机换向困难，换向器上经常产生火花甚至会形成环火。尤其要指出的是，在脉动电压下工作的牵引电动机，其换向和发热更为困难，因此对脉流牵引电动机的结构选择还要考虑这方面的特殊问题。运行中的冲击和振动除造成换向恶化外，还易使电动机的零部件损坏，因此要求牵引电动机的零部件必须具有较高的机械强度。 牵引电动机安装空间尺寸受到限制。由于牵引电动机是悬挂在机车转向架上，电机结构必须考虑传动和悬挂两方面的问题，它的径向尺寸受轮对直径的限制，轴向尺寸受轨距的限制，还受到轮对中心线与机车走行部分其他构件之间
( 操作规程 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 2021年电机车操作指导规程 Safety operating procedures refer to documents describing all aspects of work steps and operating procedures that comply with production safety laws and regulations.
2021年电机车操作指导规程 1、机车的闸、灯、警铃、连接器和撒砂装置必须齐全。符合使用要求。开车前必须检查。 2、开车前必须发送开车警号，停车时不得关闭车灯。 3、单机和列车必须前有照明，后有红灯。 4、列车运行中，司机不得将头或身体探险出车外。 5、工作中，司机不得离开座位，如必须撤离，司机要煞紧车闸，将控制手柄取下来保管好，切断电源，但不得关闭车灯。 6、除调车和处理事故，列车只准牵引不准推广推进。列车接近较大的下坡、道岔、弯道，或有障碍物时，必须减速，并且发出警号。 7、摘挂钩人员不得在弯道内侧或空、重线之章进行工作。司机未与摘挂车工人联系好之前，不得发送开车警号。
8、机车运行时，不得摘挂钩，不得上下人员，装卸材料。 9、重车时速不得超过十二公里，空车不得超过十五公里。道口人员稠密处时速不得超过行人速度，弯道上行驶时速减半，并响铃示警。 10、机车严禁乘人，列车严禁蹬钩。 11、两辆列车同向行驶，必须保持不少于一百米距离，并且必须减低速度。 12、机车掉道时，不得硬拉，应利用杠杆抬起车轮，并用方木垫平使其上道。 云博创意设计 MzYunBo Creative Design Co., Ltd.
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/769645522.html, 地铁车辆牵引电气故障系统分析 作者：李语嫣 来源：《世界家苑》2018年第07期 摘要：随着我国地铁车辆的不断扩张线路，给市民生活、工作出行带来了很大便利。而 地铁作为高频运行的机械设备，在长期的运行中，难免会产生一系列的电气故障。本文根据多年工作实践，对地铁车辆电气系统构成、故障进行分析，以期提高维护效率。 关键词：地铁车辆；电气系统；故障 一、地铁车辆牵引技术发展及应用 （一）牵引传动的发展 当前大部分的地铁车辆采用的电能，在众多的传动技术研究中，根据地铁车辆的牵引方式不同选用直流传动和交流传动两种主要的传动方式，其原理是通过电能进入到电力发动机，由发动机完成车辆牵引。其中直流牵引发动机结构复杂，需要通过半控型晶闸管完成对直流的斩波，从而使斩波调压与相控调压相结合。随着地铁车辆牵引技术的不断发展，异步电机的交流传动开始应用到牵引技术当中，同时随着变频变压的电压逆变器问世，从而使交流传动成为主要牵引技术，欧洲国家于1990年代对直流传动车辆进行停产，退出舞台。 （二）牵引技术的运用 作为当前主要地铁车辆牵引技术，交流传动方式通过牵引变流器来实现对地铁车辆的控制，为了能够实现牵引变流，则需要在地铁车辆设计时运用变频器弥补电压等级不足等问题。如德国和日本，分别用过1200V和1700V的三电平逆变器，随着技术发展，逆变器加入高压模块，从而输出波形更好。同时在交流传动中加入速度传感器和全电制动，保证电气牵引的灵活和可靠。 二、地铁车辆电气牵引系统的构成及特点 一辆普通的地铁车辆的牵引系统主要是由避雷器（LP）、制动电阻（BR）、牵引逆变器（VVVF）、含HSCB的高压箱（HV）、牵引电动机（MOTOR）及受电弓（PAN）等部件组成。 其中高压箱主要是由高速断路器、充电设备及其主隔离开关组成。在一般的地铁车辆上都配有两个受电弓，之所以要配备两个受电弓，就是为了防止地铁在运行的过程中一个受电弓出现故障，另一台受电弓依然能够正常的运行，以提供车辆正常运行需要的高电压。在地铁车辆的牵引控制系统内，还配备有牵引逆变器，与牵引逆变器相连的一端有相应的支撑电容，通过这样的一个支撑电容，能够有效地保障逆变器输出电压的稳定程度，同时在地铁的运行过程中
1 题目 某牵引变电所位于大型编组站内，向两条复线电气化铁路干线的两个方向供电区段供电，已知列车正常情况的计算容量为22000 kV A (三相变压器)，并以10kV 电压给车站电力照明机务段等地区负荷供电，容量计算为2200 kV A ，各电压侧馈出数目及负荷情况如下：25kV 回路(1路备)：两方向年货运量与供电距离分别为 kM 50Mt 30L Q 11??=，kM 30Mt 40L Q 22??=，kM Mt 10kWh 120Δq ?=。10kV 共4回路(2路备)。 供电电源由系统区域变电所以双回路110kV 输送线供电。本变电所位于电气化铁路的首端，送电线距离30km ，主变压器为SCOTT 接线。 2 题目分析及解决方案框架确定 2.1 牵引变压器台数和容量的选择 三相牵引变压器的计算容量是由牵引供电计算求出的。本变电所考虑为固定备用方式，按故障检修时的需要，应设两台牵引用主变压器，地区电力负荷因有一级负荷，为保证变压器检修时不致断电，也应设两台。 由已知牵引负荷量，可知25kV 侧的额定电流e I 为 =e I U 3S/=523(A)25)3(22000=? SCOTT 变压器计算容量公式为： 当Mx Tx I I >时： (kV A)2UI S Tx = 当Tx Mx I I >时： 2Tx 2 Mx I 3I U S +=(kVA) 校核容量公式为： 当Mmax Tmax I I >时： (kV A)2UI S Tmax bmax = 当Tx Mx I I >时： 2Tmax 2 Mmax bmax I 3I U S +=(kVA) (kV A)k S S bmax 校核=(k=1.5) 方案A ：当Mx Tx I I >时，假设M I =0、T I =Tx I (kV A)2UI S Tmax bmax =29150(kVA)523252=??= 当Tx Mx I I >时，假设T I =0，M I =Mx I 2Tmax 2Mmax bmax I 3I U S +==A)23875.9(kV 25523305233252=??=+?? 校核容量为取两者较大的，所以：29150(kV A)S bmax = (kV A)k S S bmax 校核==19767(kV A)1.529150=
铁路接发车作业标准 TB－1500.2接车（通过）本岗位作业标准 值班员： 1.接受发车站预告，并复诵X次预告。 2填写《行车日志》。 3、按列车运行计划核对车次、时刻、命令、指示必要时与列车调度员联系。 4.确定接车线. 5.复诵发车站开车通知:“X(次)(X点)X(分)开”。 6. 填写《行车日志》。 7.通知助理值班员:X次开过来了,X道停车(通过或到开),并听取复诵. 8.按《站细》规定通知有关人员. 9.确定接车线路空闲. 10.停止影响列车进路的调车作业.确认停止后,口呼:影响进路的调车作业已停止. 11.开放进站信号眼看手指进路始端按纽口呼：“进站”,眼看手指口呼(X)道,按下按纽.确认光带,信号显示正确后,口呼:信号好(了).正线通过时眼看手指进路始端按纽口呼：“进站”,按下按纽,眼看手指进路终端按纽,口呼:出站按下按纽.确认光带,信号显示正确,口呼:进站信号好(了). 12.通过控制台监视信号及进路表示. 13.第二三接近铃响,光带变红,再次确认信号开放正确,指使助理值班员:“X(次)接近,X到接车”并听取复诵. 14通过控制台监视进路,信号及列车进出站. 15.通过控制台确认列车通过接车线. 16.对通过列车应通知接车站:X次X点X分通过 17. 填写《行车日志》。 18.向列车调度员报点:X站报点,X次X点X分到(通过)列车无异状时,一并报告. TB1500.2发车本岗位作业标准 值班员： 1向接车站发出:X次预告,并听取复诵. 2.填写《行车日志》. 3.停止影响列车进路的掉车作业,确认停止后,口呼:影响进路的调车作业已停止. 4.开放出站信号，眼看手指进路始端按纽口呼：“X道”,按下按纽, 眼看手指进路终端按纽口呼:出站按下按纽,确认光带,信号显示正确口呼:信号好(了). 5.通知助理值班员: X次X到发车,并听取复诵. 6.通过控制台监视信号及进路表示. 7.列车启动,通知接车站:X次X点X分开.
第一章安全及注意事项 1、CT系列电机车是煤矿用防爆特殊型蓄电池电机车，在煤（岩）高瓦斯矿井和瓦斯喷出区域中，在全压通风的主要风巷内使用。 2、机车司机必须按信号指令行车，在开车前必须发出开车信号。机车运行中严禁将头或身体探出车外。司机离开机车时，必须切断电动机电源，扳紧车闸，但不得关闭车灯。 3、机车必须定期检修，经常检查，发现隐患及时处理。机车上的制动装置、铃、插销连接器以及撒砂装置，任何一项不正常或防爆部分失去防爆性能时，都不得使用该车。 4、机车部件如有不正常气味、响声和卡紧现象，电气部件及轴承部位有异常发热现象（轴承的发热温度不超过95度）时，应停车检查，及时处理。 5、行驶在通风不良巷道或更换停车地点应增加检测瓦斯含量的次数。 6、机车在运行中不能随意打开电池箱盖，要保持箱盖闭锁长期有效。 7、电池箱盖及箱体各通气间隙必须保持畅通。如遭遇意外碰撞发生变形，应及时恢复，以保持通风排气安全性能,对积存的煤尘脏物应随时清除，并要禁止在箱盖上放重物。 8、运行中蓄电池如发热严重，或有异常气味等现象，应回车库，检查蓄电池电源装置。 9、应合理安排运输任务，避免蓄电池过放电。 10、电池箱维修工作只允许在车库指定地点，参照防爆特殊型电源装置说明书进行。 11、若是轨道状况需用撒砂时，应在开始启动和在整个加速阶段内进行撒
砂以增加粘着，禁止在车轮空转和滑行时撒砂。 12、列车的制动距离每年至少测定一次，其制动距离应符合《煤矿安全规程》要求：运送物料时不得超过40m，运送人员时不得超过20m。 13、调速器出厂前已经调试合格，安装后用键盘输入电机额定转数即可。 14、调速器的检修检验，必须在固定专用场所进行。只有对本调速器负责检修人员才能从事检修工作。 15、调速器必须断开电源五分钟后开盖，由于箱内设有大容量电解电容器件，须用50W10Ω电阻放电后才能进行检修检验工作。 16、调速器进行检修检验时，机车前后禁止站人，以免误操作伤人。
电机车技术操作规程 （完整正式规范） 编制人：___________________ 审核人：___________________ 日期：___________________
电机车技术操作规程 第一条：交接班检查 1、检查机车灯、铃、闸、刹车装置, 连接装置是否完好, 灵活可靠。 2、检查电气元件, 是否完好, 接触是否良好。 3、检查轴承箱是否发热, 滚动轴承无意响, 温度不超过75C0 4、检查铆钉、螺栓、垫圈, 开口销是否齐全, 紧固。 5、检查换向和操作手把是否灵活准确, 闭锁装置是否可靠。 6、设备应保持整洁, 无积尘。 第二条：起动、运行 1、接到开车信号及指令, 要先鸣铃示警, 将换向器手把放到需要前进或后退位置。 2、松开制动闸, 把控制器手把拨到第一位置上, 起动电机, 不允许先通电, 后解除制动闸。 3、把手把按顺序转到另一位置, 电动机转速逐渐提高, 转动时要果断迅速。
4、若车轮打滑, 应把控制器手把返回零位, 撒砂后, 再转动手把至正常位置。 5、若控制器手把在第一位置电机车原地不动, 运行将手把转到下一位置, 若电机车仍然不动时, 不允许再继续转动手把。 6、手把只允许长时间在5、8档上运转/ 第三条：电机车行驶中的注意事项 1、不允许长时间带电阻运行。 2、控制手把的切换要过度迅速, 不得停留在两档之间。 3、机车不允许用制动闸或打反转来调节速度, 且制动闸应完全松开。 4、注意检查轴承温度。 5、注意有无正常声音、气味、发现异常, 应停机检查, 排除故障后运行并向调度汇报。 6、机车运行时要注意前方的信号, 轨道、线路、巷道情况, 发现有人或障碍物要鸣铃示警, 必要时停车。 7、列车的运行速度, 可根据具体情况适当控制, 过道岔、弯道和线路不好处应慢行。 8、遇突然断电, 必须将手把转到0位, 查明原因。 9、司机不准随便离开机车, 必要时要切断电源, 将车制动好, 并将手把取下, 随身携带, 但不准关闭车灯。
城市轨道交通运营管理专业教学计划 一、培养目标 本专业培养德、智、体全面发展，具备城市轨道交通运营管理相关的管理理论和法律知识，掌握客运组织、客运服务、行车组织等专业知识，具备城市轨道交通客运组织与服务、票务组织、行车指挥等业务技能，从事轨道交通运输第一线站务管理、行车指挥、客运组织与服务、票务管理等业务的高端技能型专门人才。 二、适用范围 （一）培养方式：函授（业余）专科教育 （二）修业年限：三年 三、人才培养规格 （一）知识结构 1、掌握毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论等政治理论知识； 2、掌握实用英语、高等数学、机械制图等文化基础知识； 3、掌握电工基础、电子技术等专业基础知识； 4、掌握城市轨道交通客运组织、城市轨道交通行车组织等专业知识； 5、了解本专业技术的新发展。 （二）能力结构 1.基础能力 （1）掌握“必需、够用”的自然科学基础知识，具有独立分析问题解决问题的能力；（2）掌握计算机应用基础、高等数学等基本知识，具有数值分析、逻辑推理的能力；（3）学习实用英语，培养听、说、写的基本技能，人际和人机沟通技能及基础英语应用能力。 2.专业能力 （1）具有正常情况下的行车组织能力； （2）具有行车设备故障情况下的应急技能； （3）具有大客流情况下的客运服务应急技能； （4）能处理正常、降级运营情况下的乘客事务； （5）会操作TVM、GATE、TCM、BOM，能判断、处理GATE、TVM一般故障； （6）掌握售票技能和报表填写技能、具有安全指标分析技能。 （三）素质结构 1. 具有认真细致、精益求精的工作态度与作风； 2.具有诚信意识和责任感； 3.具有良好的身体素质；
操作规程编号：LX-FS-A78766 电机车登勾工岗位安全操作规程标 准范本 In The Daily Work Environment, The Operation Standards Are Restricted, And Relevant Personnel Are Required To Abide By The Corresponding Procedures And Codes Of Conduct, So That The Overall Behavior Can Reach The Specified Standards 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
电机车登勾工岗位安全操作规程标 准范本 使用说明：本操作规程资料适用于日常工作环境中对既定操作标准、规范进行约束，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 一、接班后必须认真检查车场道岔及轨道线路是否处于良好状态，经常保持道岔处无浮煤，浮货等杂物。 二、机车进入车场底弯道时注意两侧是否有障碍物。 三、按规定拉车数执行，摘挂链环时在机车停稳后在操作，摘挂链环时只许两臂倾斜伸入操作，严格头身进入道心摘挂。 四、摘能自动滑动的坡的上停放车，必须用可靠的自动器或木楔稳住。
五、在坡道上放车时，必须在矿车后两个车轮插木棒或使用阻车器。 六、不准站在掉道的重车两侧抬车，严禁井下睡觉。 请在该处输入组织/单位名称 Please Enter The Name Of Organization / Organization Here
地铁车辆牵引滤波装置 摘要：本文介绍了地铁车辆牵引系统中的滤波装置。给出了滤波装置在牵引系统中的作用，组成结构以及工作原理，并且给出参数选择的公式。 关键词：地铁车辆；线路滤波器；牵引系统；滤波装置 Metro vehicle traction filtering device Chen HuiZhou Guangfu Tianjin Metro Operation Co. Ltd.Tianjin 300380 Abstract: This article introduces the traction system of the metro vehicle filter. Give the filtering device in the traction system, structure and working principle. As well gives the parameters of the formula. Keywords: metro traction system; line filter; filter 引言 地铁车辆在运行中频繁的启动、加速﹑惰性﹑制动等工况间转换，这将导致牵引负荷在时间上出现不均衡的特性，会引起一定的电压波动，在节假日等会表现出较大的电压偏差。另一方面，由于牵引电动机，变频器等负载设备的投入会产生大量的谐波电流这些都会对电网的电能质量造成影响。可以说地铁电网中的谐波和低功率因数问题，根源在于车辆本身。因此解决上述问题可以采取在电力机车内部装设补偿和滤波装置，采用多桥段顺序控制，或采用PWM变流器等方式。本文将介绍地铁车辆的牵引系统滤波装置。 1 滤波装置组成与结构 车辆滤波装置主要包括：线路滤波电抗器，滤波电容器。地铁城市轨道交通车辆的供电系统通常是从直流供电网中获取直流电压，通常电网直流电压经过牵引逆变器VVVF和辅助逆变器SIV交换输出不同的电压值，给列车上的设备供电。其中线路（滤波）电抗器和滤波电容器，使系统稳定并将直流侧电容电压波动限制在允许范围内，同时，滤除高次谐波，在逆变器发生短路时抑制短路电流并满足逆变器开关元件换流的要求等。 1.1 线路滤波电抗器总体结构
手册 ABB牵引电机 （用于铁路机车车辆） 用电力与效率创造美好世界
2 牵引电机–用于铁路机车车辆| 电机部
ABB向铁路业提供多种产品与服务，并力争在其工艺和产品的各个方面处于技术领先地位。本集团长期以来一贯注重在研发方面的投资。 基于长期经验的最新技术 自1909年起，ABB就一直面向市场提供牵引电机。这些电机包括模块化的牵引电机和定制的无外壳牵引电机，广泛用于城市轻轨电车和城际快车。 ABB是一家独立的牵引电机供应商，自行设计并制造电机，并贴牌制造牵引电机。ABB与牵引变流器制造商和车辆制造商紧密合作，从而使ABB设计的电机能满足用户的严格要求。 ABB拥有扎实的经验和充足的开发资源，从而能够设计出最新技术水平的产品，这些产品以其可靠性和效率而著称。产品和 制造工艺从产品的概念设计到其全寿命周期对环境的影响小。在其全球性组织的支持下，ABB向全球范围内的客户销售牵引电机。由于面向全球制造，ABB能够在当地服务于世界上最大的而且快速增长的牵引市场。 ABB承诺向客户提供技术支持，并且ABB长期涉足铁路行业，对公共交通系统的安全和可靠性的意识很高。因此，ABB面向世界范围内提供全天候的技术支持与服务。 牵引电机–用于铁路机车车辆| 电机部3
传统上，牵引电机是车辆制造商所需的众多订制部件之一。这些电机需要精心设计，但对生产成本、生产周期和方便维修方面有不利影响。为了克服这些问题，ABB正在提倡一种新的模块化牵引电机的概念。 牵引电机设计的新时代 一个平台，多重设计 ABB凭借具有内在灵活性的新一代牵引电机，引领牵引电机行业。用单一的模块化结构，就可以满足客户的特殊要求。通过将一系列的标准元件组合到大量的产品配置中，ABB可以按照客户规范来制造电机。 广泛的应用 ABB的模块化牵引电机可提供从低到高的功率，适用于轻轨车辆（LRVs）、地铁牵引系统，以及动车组（EMUs）和高速列车等城际列车。目前，ABB正在努力将其模块化设计拓展到大功率的无外壳式牵引电机。 灵活用于新的设计和改造 由于模块化电机的灵活设计，车辆制造商在新设计和改造时拥有相当大的自由度。除了满足各种客户的需求之外，还可进行流水线生产，简化了供货的来源，削减了不良质量成本（COPQ），最终降低了电机的寿命周期成本。生产周期更短 ABB向车辆制造商提供具有竞争力的电机解决方案，可以很快采购和交付，并且使用了先进的设计工具和标准化部件，从而确保了电机的效率与可靠性。运行商能得到更经济的维护方案和更快的备品备件。 满足不断扩张的铁路行业的需求 铁路行业正在不断扩张，新的铁路项目也在快速启动。因此，在未来几年里，铁路产品行业的世界市场有望持续发展。我们相信，ABB的模块化牵引电机能够满足铁路行业中对高效节能的牵引电机日益增长的需求。 4 牵引电机–用于铁路机车车辆| 电机部
地铁车辆电气牵引及控制系统分析 摘要：目前，我国地铁行业发展十分迅速，地铁运输系统是城市发展规划的重 要基础工程，是保证城市交通运输体系顺利运行的重要组成部分。电气牵引系统 作为地铁列车的电力供给方式，其和其所搭载的控制系统对列车顺利运行起到了 至关重要的作用。本文，重点对地铁电气牵引系统和其搭载的控制系统进行分析。 关键词：电气牵引；牵引电机；逆变器；制动设备 引言 电气牵引系统是地铁正常运行的保障，其主要负责地铁运行期间所需的电能。随着城市轨道交通的迅速发展，地铁车辆检修工作变得越发重要，而电气牵引与 控制系统作为地铁运行的重要依靠，其能确保地铁安全稳定运行。因此，加强对 车辆的检修尤为关键。 1地铁车辆电气牵引系统的结构特点 地铁车辆中的牵引系统主要是由受电弓、牵引电动机、高压箱、牵引逆变器、制动电阻和避雷器等部分组成的。其中高压箱是由主隔离开关、相应的充电设备 和断高速路器等部分组成，但是在地铁车辆中，大部分都是由两台受电弓组成， 从而防止由于其中一台在遇到故障问题后导致辅助逆变器和牵引逆变器停止运行 等问题。这几个受电弓由于可以向动力单元分别输送动力产生所必须的高压电源，因此假如其中一台受电弓发生故障问题，而另一个受电弓可以依然促进辅助逆变 器和逆变器的正常运行。在牵引系统同时还设置有牵引逆变器，将支撑电容输入 进逆变器中可以促进点电压输入的稳定性，同时还能发挥出能量缓冲的效果。地 铁车辆中的牵引系统是由各种电路和设备组成的，而系统的顺利运行也需要以相 关电路设备为支撑，在大部分设备之中，车辆停车和减速等行动都离不开制动装 置的支持，因此制动装置能够有效保障地铁的安全运行。目前我国城市中的地铁 车辆都是通过电阻制动、再生制动以及机械制动等形式来进行运行的，而机械制 动主要是通过空气的不断压缩来实现制动效果的，而电阻制动以及再生制动都是 通过轨道电磁制动和铁路电磁铁来实现的，再生制动当中，利用地铁的制动牵引 能够将动能顺利转化成电能，随后再生制动能量能够返回到电网当中，从而将制 动电能在提供给其它车辆。 2地铁车辆电气牵引及控制系统 2.1制动控制 众多设备中，制动设备是最重要的设备之一，地铁列车减速、加速、停车都 是通过制动装置完成的，制动装置高效的响应、运行是保证列车安全运行的重要 保障。在地铁列车牵引运行过程中，牵引力控制系统的作用至关重要，只有科学、合理的设计电气控制系统，才能有效的对地铁列车进行制动。目前我国城市地铁 列车使用的制动形式主要以机械制动、电阻制动和再生制动为主。所谓的机械制 动主要依靠压缩空气实现制动，而电阻制动则依赖轨道电磁制动，而再生制动可 以有效的将动能转化为电能进行能量循环使用。在列车的实际运行中，三种制动 方式和发挥出的功效差别较大，通常来说，在进行列车制动控制时，一般按照先 再生制动，随机电阻制动，最后进行机械制动的步骤顺序。但是在列车的实际运 行过程中，综合考虑制动效率和制动过程的能量损耗，在每个制动步骤中，一般 不会使用单独的制动方式，需要将多种制动方式耦合使用达到正向协同作用，提 高制动效果，减少制动过程中的能量损耗。根据地铁运行经验总结来看，地铁列 车设计的制动方式主要为电阻制动和再生制动，而机械制动方式主要起到辅助的
本文简要的探讨了地铁车辆交流传动系统的组成、控制原理、牵引和电制动特性曲线，对地铁车辆的系统电路进行了简要的描述，分析了直流传动和交流传动的优缺点。 我国早期的地铁列车多为国产直流传动电动车组，采用凸轮调阻或斩波调阻的牵引控制方式，牵引电机为直流电机。而近几年建设的地铁项目均采用了进口交流传动电动车组，牵引控制方式为VVVF逆变器控制，牵引电机为异步电机。和直流传动系统相比，交流传动系统具有恒功速度范围宽、功率因数和粘着系数高、牵引电机结构简单和维修方便等优势。 1 交流传动系统的组成 地铁车辆和铁路机车在结构、系统集成上大不相同，机车是完整的牵引系统，和后面连接的载客（货）车厢相对独立；而地铁车辆则是编列成组，虽然分为动车和拖车两部分，但都是旅客车厢，动力系统均被分散安装于各车箱的地板下（动力分散）。 交流传动系统是以调压调频VVVF（Variable Voltage Variable Frequency）逆变器为核心的电传动系统。主要由高速断路器、滤波电抗器、VVVF逆变器和异步电动机等装置构成。地铁车辆交流传动系统的组成因生产厂家的不同及用户要求的不同而不相同，这里以六节编组的四动两拖（Tc+M+M+M+M+Tc）地铁车辆为例，简要探讨交流传动系统的组成。 下图为一个“两动一拖（2M1T）”单元主电路实例。电网经受电弓后分别经两台动车（B车和C车）的高速开关给逆变器供电，而在拖车（A车）上的辅助逆变器的供电是经过隔离二极管的。 下图为1C4M单元主传动系统原理电路图，1C4M是指一台VVVF逆变器给同一辆车四台相互并联的异步电动机供电的方式，也叫“车控”方式。其中滤波电抗器和滤波电容器构成线路滤波器。VVVF逆变器包含斩波器，斩波器由T7、T8构成，斩波器主要功能用于电阻制动，用它来调节制动电流大小，其另一个功能为过电压保护。 2 交流传动系统的控制原理 VVVF控制的基本原理为通过改变VVVF逆变器各IGBT元件的开通时间来改变负载的电压，通过改变VVVF逆变器各IGBT元件开通的周期来改变输出的频率。异步电动机的转矩公式为：T=K1·φ·Ir=K2·（V/fi）2·fs
动车组与牵引电机 曹连芃 1. 动车组 动车组就是由动车和拖车组成或全部由若干动车固定连挂在一起组成的车组，主要用于高速铁路旅客运输。目前动车组多数都采用电力驱动，由外部接触网供电。 高铁指的是高速铁路，在高速铁路上跑的依然是动车组，是高速动车组。 在动车组中具有动力（有牵引电机）的车称为动车，没有动力的车称为拖车。 动力集中型列车将动力装置集中安装在列车的一端或两端的动力车（车头、机车）上，车头的车轮是由电机驱动的动力轮，动力车只作牵引不载客。拖车的车轮无电机驱动，只载客不牵引，图1中上图是动力集中型列车。 图1—动力集中型牵引列车与动力分散型牵引列车 动力分散型列车的动力轮分散在多节车辆，无专用的牵引车，列车的全部车辆都可以载客。目前高速动车组基本都是动力分散型列车。 在我国动车组主要型号为CRH1、CRH2、CRH3、CRH5、CRH380，每种型号又细分为多种型号。CRH系列统称为“和谐号”。 2. 牵引电机 牵引电机是直接带动车轮旋转的电机，由于串励式直流电动机有很好的拖动特性，速度控制也方便，长期来电力机车都是采用直流电机牵引。但直流电机的电刷与换向器磨损是致命的缺点，维护保养频繁又麻烦。自从有了大功率电力电子器件，各类变流器、逆变器得到普及应用，电力机车开始采用三相交流电机，相比直流电动机交流电动机没有电刷与换向器，没有直接磨损部件，故障率与维护大大减少；由于换向器限制了电压与电流，直流电机无法做到特大
功率，而交流电机可以做到很大的功率；交流电机单位重量功率比直流电机高出2倍以上，造价也低很多，所以目前动车组牵引电机均采用三相交流电机。交流电机主要是三相异步电机与三相永磁同步电机两种。 2.1. 交流异步牵引电机 下面介绍一种交流异步牵引电机的基本结构： 图2是定子铁芯与转子铁芯，铁芯由导磁良好的硅钢片叠成，内圆周有36个嵌线槽，用来嵌装三相绕组。 图2—定子铁芯与转子铁芯 定子绕组采用三相4极36槽双层叠绕组，图3是嵌有绕组的铁芯。 图3--嵌有绕组的定子铁芯
动车组牵引电机故障分析及诊断 铁路运输作为我国最为重要的交通方式，尤其是客运的动车组列车更与人们的生活息息相关。随着我国“八纵八横”的提出，我国铁路运营里程达到了历史新高。尤其是近些年复兴号的上线运营，使动车组列车速度等级提上新高。动车组列车在运营过程中会出现牵引电机故障的情况发生，牵引电机作为动车组列车的最为重要的驱动部件，故障的处理确保了动车组列车运行的安全性。本文基于动车组列车牵引电机的结构及功能，提出运营过程中常见故障的解决方式。 标签：动车组;牵引电机;结构功能;故障 引言：牵引电机的状态关系到整個动车组的安全运行，所以对动车组牵引电机的故障诊断十分必要。本文基于牵引电机的结构进行分析，提出了牵引电机常见故障转子故障，定子故障，轴承故障，电机偏心故障，并对动车组牵引电机的常见故障诊断方法进行了研究。 1. 牵引电机结构 我国动车组普遍采用的三相鼠笼式异步电机，采用架悬式悬挂，强迫风冷方式散热组成。我国的CRH1型车牵引电机采用三相鼠笼式异步电机，每辆动力车辆带有4个牵引电机，全列20个;CRH2型动车组列车采用四极三相鼠笼式异步电机。每辆动力转向架具有16个电机，电机组装方式见动车组转向架组成图。 牵引电机主要由定子、转子、轴承和机座组成。以某车型动车组牵引电机为例，采用YJ105A型电机，该电机克服直流牵引电机的众多弊端。 2. 牵引电机常见故障 牵引电机在列车前进过程中存在供电驱动，制动蓄电的功能，在运行过程中，由于速度等级较高，常出现各种各样的故障，根据某动车段反馈的信息，常见的牵引电机故障有4部分组成，比例如图表2所示。 3. 牵引电机常见故障 牵引电机在列车前进过程中存在供电驱动，制动蓄电的功能，在运行过程中，由于速度等级较高，常出现各种各样的故障，根据某动车段反馈的信息，常见的牵引电机故障有4部分组成[1]。 3.1转子故障 牵引电机常见的转子故障有转子断条和断裂。这些故障会使动车组列车整个驱动装置温度过高，造成牵引电机负载太高，压力太大。
XK45-9/540P型蓄电池式交流电机车 维护使用说明书 中国北车集团永济新时速电机电器有限责任公司 地址：山西省永济市电机大街18号邮编：044502 联系电话： 一概述XK45-9/540P型蓄电池式交流传动工矿电机车（以下简称电
机车）在牵引电气设备上采用计算机智能模块控制的三相交流传动技术。电机车由蓄电池组供应直流电，直流电通过带有计算机控制的牵引逆变器转换成电压和频率可调的三相交流电驱动两台交流异步牵引电动机，交流异步牵引电动机通过减速器经两级减速后驱动车轮从而牵引电机车。 XK45-9/540P型蓄电池电机车主要适用于地铁、隧道、煤炭、冶金、矿山等窄轨铁路场所的运输牵引。 使用环境：海拔高度≤2000m，温度-20～40℃，相对湿度≤95%，适用于无爆炸危险之场所使用。 二结构特征 电机车主要结构分机械和电气两大部分。机械部分由车架、走行部、司机室、基础制动系统、牵引装置、空气制动系统等组成；电气系统由蓄电池箱组、牵引逆变器、交流异步牵引电动机、电气操纵控制系统、制动电阻、插销连接器、照明、喇叭等组成（图一）。 ⒈车架与司机室 车架是电机车的主体，是由100mm厚优质碳素钢板焊接的框架式结构，结构紧凑，是电机车上各部件的承载体，车架用四组橡胶弹簧支承在走行部轴箱上。车架强度高、刚性大，保证在机车牵引、制动和挂钩时能承受电机车的牵引力、制动力和挂钩时的冲击力使车架不变形和不受损坏。
图一 电机车采用单端司机室，薄板压型焊接结构，与车体采用整体满焊联接，刚度大，美观大方，司机室内设有操纵台，操纵台上安装有
司机控制器、各种操纵按钮、仪表和信号显示等装置，司机室前方和两侧均装有玻璃窗，视野宽阔，便于了望，司机室前端上方装有照明大灯，车内装有电风扇，上方中部装有司机室照明灯，司机室地板上安装有司机座椅。司机室后部安装有两台逆变器。 ⒉走行部 本机车走行部是无转向架的二轮对走行部，它包括牵引减振装置、轮对组成、轴箱组成、走行减速器等。由于矿用机车使用线路状况较差，为减少机车的振动，减少轮与轨之间的冲击，提高机车运行的稳定性，可靠性，减少维修量，采用了人字型橡胶弹簧牵引减振装置；交流牵引电动机采用两翼坐式安装于车架内侧，通过万向联轴节带动走行减速器最后驱动轮对，从而减轻了簧下重量，改善了牵引电动机和牵引齿轮的工作条件，提高了机车动力性能。 牵引减振装置示意图如上图所示，由于该机车走行部没有转向架，所以车体与走行部件的联接采用人字型橡胶弹簧，车体跨装在四
广州地铁A/A/B/B型车牵引电机、A型车MCM内部电抗器及A型车空调风机浸漆维修项目招标公告广州地铁集团有限公司就广州地铁A/A/B/B型车牵引电机、A型车MCM内部电抗器及A 型车空调风机浸漆维修项目，按《中华人民共和国招投标法》、《广东省实施〈中华人民共和国招标投标法〉办法》等有关法律法规，进行公开招标。具体事宜公布如下： 一、项目名称：广州地铁A/A/B/B型车牵引电机、A型车MCM内部电抗器及A型车空调风机浸漆维修项目 二、招标单位：广州地铁集团有限公司 联系人：杨先生联系电话：- 招标监督机构：广州地铁集团有限公司纪检监察部 投诉电话： - 三、项目地点：广州市 四、项目概况： 本项目主要对广州地铁A/A/B/B型车牵引电机、A型车MCM内部电抗器及A型车空调风机开展浸漆维修工作。 五、标段划分及各标段招标内容、规模和招标控制价： .本项目划分为个标段。 .招标内容、规模： 对广州地铁预计台A/A/B/B型车牵引电机、预计台A型车MCM内部电抗器以及预计台A 型车空调风机开展浸漆维修，维修数量为预计数量，具体维修数量以实际送修数量为准。 .委外维修合同期： A/A/B/B型车牵引电机：合同期预计为合同签订后__年； A型车MCM内部电抗器及A型车空调风机：合同期预计为合同签订后__年。 .项目招标控制价： . 元。 六、资金来源：经营资金。 七、发布招标公告时间： 从年月日至年月日时分。公告发布之日起开始接受投标报名及发售招标文件,并从发售招标文件结束之日起开始计算备标时间。 八、报名、购买招标文件时间、地点以及招标文件发售金额：
报名及购买招标文件开始日期：年月日（节假日除外） 报名及购买招标文件截止日期：年月日（节假日除外） 报名及购买招标文件时间：上午：：-：，下午：：-：。 报名地点：广州公共资源交易中心（广州市天河区天润路号） 招标文件发售金额元人民币/套，售后不退。 报名时须递交《广州建设工程投标报名申请表》（登陆广州公共资源交易中心网站https://www.doczj.com/doc/769645522.html,下载填写并加盖公章以及必须办理广州公共资源交易中心企业信息登记）。 如报名参加投标的申请人数量过少不足以形成充分竞争时，招标人在确认正式投标人之前，可以发出补充公告，适当延长报名时间。 .投标人应凭以下资料办理报名登记手续： （）法定代表人证明书原件、法定代表人授权委托证明书原件（非法定代表人参加时提供）、本人身份证复印件（须提供原件进行核对）； （）《广州建设工程投标报名表》（一式份）（请投标申请人在广州公共资源交易中心网站自行下载该表）； （）投标申请人报名提交资料一览表（一式份）； .投标担保： 本项目投标担保万元，投标担保方式请参照招标文件要求，投标担保须在开标前完成缴纳。 九、递交投标文件时间与开标时间 .递交投标文件时间（投标文件提交截止时间当天）：年月日，时分至时分。 .开标时间：年月日时分。 .投标截止时间与开标时间是否有变化，请密切留意招标答疑中的相关信息。 十、资格审查方式： 本项目采用资格后审方式。 十一、投标人合格条件： .投标人参加投标的意思表达清楚，投标人代表被授权有效。 .投标人必须是在中华人民共和国注册的独立法人。投标人持有有效的工商行政管理部门核发的法人营业执照或各级政府事业单位登记管理机关颁发的事业单位法人证书，按国家法律经营。单位负责人为同一人或者存在控股、管理关系的不同单位，不得同时参加本项目投标。
本次设计的YXC10－9/550C液压蓄能电机车开发项目，是矿山井下运输设备，它由车体、泵站、蓄能器、传动系统、液压马达、液控系统、油箱、制动装置等组成，其核心部分采用液压蓄能动力源装置,当在非安全区域（有沼气或有其它爆炸危险的场地）不用外部电源，机车蓄能行程可满足实际工况需求，该机车比现有机车技术性能先进，运行安全可靠，可适于在有高沼气及煤和沼气突出的矿井使用。 1、主要技术参数目标值： ①机车质量约10000kg； 2、液压蓄能机车原理设计简介 液压蓄能电机车是以电动机为原动力来驱动恒功变量液压泵，并根据系统中的适时压力自动调整供油量，系统压力大供油量就小，反之供油量就大，以恒功控制的方式变量输出，供出的液压油经过液压蓄能器进行能量储备，为定量液压马达提供能量。定量液压马达带动传动装置来驱动机车。在电能――液压能――机械能的能量转换中，随时为机车进行能量储备，从而达到在一定距的范围内，即使没有外部电源，也能象蓄电池机车一样进行工作。 液压蓄能电机车所用的电气元、器件最少，只有1台电动机、1只空气自动开关和1套最简易的由24V蓄电池组、车灯、喇叭、速度传感器、压力传感器、延时继电器等组成的低压用电和控制电路，因而对电气防爆而言是防护工作最少、也是最为简单、最为可靠的。 与蓄电池机车相比，液压蓄能电机在只用液压蓄能器能量储备行驶的情况下，除了低压电路外，根本上就没有电气火花源。因此，液压蓄能电机车最适用于有高防爆要求的井下煤矿等易燃易爆工作场
所。 系统的原理设计参见液压系统原理图。 如图所示：机车的液压系统由电动机、恒功变量液压泵、直动型溢流阀、先导型减压阀、单向阀、调速阀、截止阀、液压蓄能器组、压力表、压力传感器、二通阀、四通阀、液压马达、油缸等组成。其中液压能供给系统的最高压力31.5MPa由直动型溢流阀调定；执行系统的最大压力25MPa由先导型减压阀调定，最大流量由调速阀调定。通过控制执行系统的最大压力和最大流量来控制机车的最大牵引力和最大行驶速度。 由压力传感器输出的电信号来控制电动机的开、停机，从而达到更有效节能的目的。当系统的最高压力达到31.5MPa时，压力传感器输出的电信号经电气系统的延时继电器延时300秒切断电机电源；当系统的压力降到25MPa时优先接通电机电源。这样既可防止电机的频繁启动，又可确保机车的正常运行。 由单向阀、截止阀、液压蓄能器（1L）、手控二通阀、脚控二通阀、松闸用液压油缸来控制机车的轮缘制动机构进行事故制动或松闸。轮缘制动机构由松闸用液压油缸、摩擦副（闸瓦和轮缘）、定压制动弹簧和重锺等构成，巧妙地利用了“楔”的原理对制动力进行了放大，可保证机车能够获得合理的制动力，防止因制动力过大而造成车轮的打滑现象，其效果如同汽车的“ABS”制动系统一样，是一种全新的轮缘制动机构。开车时，首先推动手控二通阀的操作手柄，使松闸用液压油缸进油，从而顶开制动弹簧和重锺，是靠液压力来松闸的。松闸后应立即松开手控二通阀的操作手柄，在弹簧力的作用下手控二通阀的操作手柄将立即复位，液压油缸始终处于顶升状态，此时方可进行开车的下一步操作。当需要事故制动或司机离开机车时，用脚踩下脚控二通阀的控制踏板，在定压制动弹簧和重锺力的作用下，松闸用液压油缸瞬即放油，油缸复位，并形成制动。此时可松开脚控