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第八章 牵引和电制动第一节 系统基本组成和工作原理一． 牵引/制动系统组成广州地铁一号线车辆牵引和电制动系统由德国ADtranz 公司提供，是国内首家采用交流传动和动力分散型控制技术的地铁车辆项目。
整个系统由受电弓、高速断路器HSCB 、VVVF 牵引逆变器、DCU/UNAS （牵引控制单元）、牵引电机，制动电阻等组成，如图1所示。
1 —— DCU 对VVVF 逆变器的线路电容器充/ 放电控制2 —— DCU/UNAS 对VVVF 逆变器及电机转矩控制图1：牵引系统组成示意图 列车受电弓从接触网受流，通过高速断路器后，将1500VDC 送入VVVF 牵引逆变器。
VVVF 牵引逆变器采用PWM 脉宽调制模式，将1500VDC 直流电逆变成频率、电压可调的三相交流电，平行供给车辆四台交流鼠笼式异步牵引电机，对电机进行调速，实现列车的牵引、制动功能，其半导体变流元件采用4500V/3000A 的GTO ，最大斩波频率为450 Hz 。
VVV 输出电压的频率调节范围为0 ~ 112 Hz ，幅值调节范围为0 ~ 1147 VAC 。
二． 牵引系统基本参数牵引逆变器VVVF ：线电压 U N = 1000 ~ 1800 VDC输入线电流 I N = 480 A最大线电流（牵引） I NDMAX = 692 A最大线电流（制动） I NBMAX = 1171 A输出电流 I A = 720 A最大输出电流 I AMAX = 1080 A最大保护电流 I MAX = 2900 A输出电压 U N = 0 ~ 1050 V输出频率 f A = 0 ~ 112 Hz\GTO 最大开关频率 f P = 450 Hz制动斩波模块斩波频率 f B = 250 Hz模块冷却方式 强迫风冷牵引电机 制动电阻模块冷却片风速 V L = 8 m/s牵引电机（1 TB 2010 – 0GA02）：连续定额小时定额输出功率P M 190 210 kW额定电压 U N 1050 1050 V额定电流 I N 132 （1800 min-1） 144 （1800 min-1） A额定转矩 M N 1008 1114 Nm最大转速 n MAX 3510 3510 rpm三．基本工作原理整个控制系统由输入值设定、速度测量、电机控制、脉冲发生器、能量反馈各环节构成。
广州地铁1,2,8号线增购车牵引系统斩波管爆裂故障分析与改进措施李大伟【摘要】主要介绍了广州地铁1,2,8号线增购车牵引逆变器的主要技术参数、主电路和逆变器模块的工作原理,通过分析牵引逆变器斩波相IGBT爆裂的原因,发现牵引系统在逻辑控制设计上的问题和缺陷,并提出整改措施.【期刊名称】《铁道机车车辆》【年(卷),期】2013(033)005【总页数】3页(P69-71)【关键词】广州地铁;牵引逆变器;IGBT【作者】李大伟【作者单位】广州地铁车辆中心,广东广州511400【正文语种】中文【中图分类】U239.5在投入运营的广州地铁1，2，8号线增购车上，采用的是株洲时代电气股份有限公司研发的拥有自主知识产权的TGN51E型国产车辆牵引系统，这将是国产车辆牵引系统首次在广州地铁A型车上的批量应用。
牵引系统是地铁列车的关键设备，对其进行设备维护和试验的费用十分昂贵。
本文以广州地铁1，2，8号线增购车牵引逆变器再生制动、电阻制动为研究对象，介绍广州地铁列车牵引逆变器再生制动、电阻制动的工作原理，充分分析斩波相IGBT爆裂的原因，指出牵引系统在逻辑控制设计上的问题和缺陷，并提出整改措施。
1 再生制动、电阻制动的工作原理1.1 牵引系统的介绍广州地铁1，2，8号线增购车是由4动2拖车组成的6列编组列车，每列车由两个相同的3车单元（A-B-C-C-B-A）构成。
B车和C车为动车，具有相同的、独立的列车牵引设备。
牵引系统其主要功能是DC 1 500V电压逆变成带有可变振幅和频率的三相电压，用于牵引和制动，牵引电机产生牵引力或制动力，将电能转换成机械能或将机械制动能量转换成电能，实现牵引或再生制动。
牵引系统主回路电路图如图1所示。
主回路主要由高速断路器、电抗器、充电电路、逆变器、牵引电机（4个）、斩波管、制动电阻等组成，红色框部件为牵引逆变器的电阻制动电路［1］。
1.2 牵引逆变器主要技术参数输入电压：DC1 500V（1 000V～1 800V）额定输出容量：2×530kVA最大输出容量：2×1 000kVA输出电压：0～1 400V输出频率：0～150Hz开关频率：500Hz额定输出电流：2×262A牵引最大输出电流：2×384A（有效值）制动最大输出电流：2×534A（有效值）额定工作点效率：0.98制动斩波最大电流：800A控制方式：VVVF直接转矩控制图1 牵引系统主电路LH1-差分电流传感器；VH-电压传感器；KM1-短接接触器；KM2-充电接触器；L-电抗器；R14-支撑电阻；C11-中间电容；INV-牵引逆变器箱；VT16-斩波管；LH16-制动电流传感器；1R01-制动电阻。
地铁车辆牵引逆变器的工作原理The traction inverter in a subway vehicle is a crucial component that plays a key role in converting the direct current (DC) supplied by the overhead lines or third rails into alternating current (AC) to drive the traction motors. 地铁车辆的牵引逆变器是一个至关重要的部件，它在将架空线路或第三轨提供的直流电转换为交流电以驱动牵引电机中起着关键的作用。
The working principle of a traction inverter involves several stages of conversion and control to ensure the optimal performance of the traction motors. 牵引逆变器的工作原理涉及多个转换和控制阶段，以确保牵引电机的最佳性能。
The first stage is the rectification of the incoming DC power to smooth out fluctuations and provide a steady source of input for the subsequent conversion processes. The incoming direct current is converted into a stable form to be used for further operations. 第一个阶段是将输入的直流电功率整流，以平滑波动并为随后的转换过程提供稳定的输入源。
输入的直流电被转换成稳定的形式以供进一步的操作使用。
第八章 牵引和电制动第一节 系统基本组成和工作原理一． 牵引/制动系统组成广州地铁一号线车辆牵引和电制动系统由德国ADtranz 公司提供，是国内首家采用交流传动和动力分散型控制技术的地铁车辆项目。
整个系统由受电弓、高速断路器HSCB 、VVVF 牵引逆变器、DCU/UNAS （牵引控制单元）、牵引电机，制动电阻等组成，如图1所示。
1 —— DCU 对VVVF 逆变器的线路电容器充/ 放电控制2 —— DCU/UNAS 对VVVF 逆变器及电机转矩控制图1：牵引系统组成示意图 列车受电弓从接触网受流，通过高速断路器后，将1500VDC 送入VVVF 牵引逆变器。
VVVF 牵引逆变器采用PWM 脉宽调制模式，将1500VDC 直流电逆变成频率、电压可调的三相交流电，平行供给车辆四台交流鼠笼式异步牵引电机，对电机进行调速，实现列车的牵引、制动功能，其半导体变流元件采用4500V/3000A 的GTO ，最大斩波频率为450 Hz 。
VVV 输出电压的频率调节范围为0 ~ 112 Hz ，幅值调节范围为0 ~ 1147 VAC 。
二． 牵引系统基本参数牵引逆变器VVVF ：线电压 U N = 1000 ~ 1800 VDC输入线电流 I N = 480 A最大线电流（牵引） I NDMAX = 692 A最大线电流（制动） I NBMAX = 1171 A输出电流 I A = 720 A最大输出电流 I AMAX = 1080 A最大保护电流 I MAX = 2900 A输出电压 U N = 0 ~ 1050 V输出频率 f A = 0 ~ 112 Hz\GTO 最大开关频率 f P = 450 Hz制动斩波模块斩波频率 f B = 250 Hz模块冷却方式 强迫风冷牵引电机 制动电阻模块冷却片风速 V L = 8 m/s牵引电机（1 TB 2010 – 0GA02）：连续定额小时定额输出功率P M190 210 kW额定电压U N 1050 1050 V额定电流 I N 132 （1800 min-1） 144 （1800 min-1） A额定转矩M N1008 1114 Nm最大转速n MAX3510 3510 rpm三．基本工作原理整个控制系统由输入值设定、速度测量、电机控制、脉冲发生器、能量反馈各环节构成。
第八章 牵引和电制动第一节 系统基本组成和工作原理一． 牵引/制动系统组成广州地铁一号线车辆牵引和电制动系统由德国ADtranz 公司提供，是国内首家采用交流传动和动力分散型控制技术的地铁车辆项目。
整个系统由受电弓、高速断路器HSCB 、VVVF 牵引逆变器、DCU/UNAS （牵引控制单元）、牵引电机，制动电阻等组成，如图1所示。
1 —— DCU 对VVVF 逆变器的线路电容器充/ 放电控制2 —— DCU/UNAS 对VVVF 逆变器及电机转矩控制图1：牵引系统组成示意图 列车受电弓从接触网受流，通过高速断路器后，将1500VDC 送入VVVF 牵引逆变器。
VVVF 牵引逆变器采用PWM 脉宽调制模式，将1500VDC 直流电逆变成频率、电压可调的三相交流电，平行供给车辆四台交流鼠笼式异步牵引电机，对电机进行调速，实现列车的牵引、制动功能，其半导体变流元件采用4500V/3000A 的GTO ，最大斩波频率为450 Hz 。
VVV 输出电压的频率调节范围为0 ~ 112 Hz ，幅值调节范围为0 ~ 1147 VAC 。
二． 牵引系统基本参数牵引逆变器VVVF ：线电压 U N = 1000 ~ 1800 VDC输入线电流 I N = 480 A最大线电流（牵引） I NDMAX = 692 A最大线电流（制动） I NBMAX = 1171 A输出电流 I A = 720 A最大输出电流 I AMAX = 1080 A最大保护电流 I MAX = 2900 A输出电压 U N = 0 ~ 1050 V输出频率 f A = 0 ~ 112 Hz\GTO 最大开关频率 f P = 450 Hz制动斩波模块斩波频率 f B = 250 Hz模块冷却方式 强迫风冷牵引电机 制动电阻模块冷却片风速 V L = 8 m/s牵引电机（1 TB 2010 – 0GA02）：连续定额小时定额输出功率P M190 210 kW额定电压U N 1050 1050 V额定电流 I N 132 （1800 min-1） 144 （1800 min-1） A额定转矩M N1008 1114 Nm最大转速n MAX3510 3510 rpm三．基本工作原理整个控制系统由输入值设定、速度测量、电机控制、脉冲发生器、能量反馈各环节构成。
模拟论述题：1．试述铝合金车体的模块化组成结构及车体的组装。
参考答案：1．地铁车体的模块化结构组成及车体的组装：车体是由底架、侧墙、车顶、端墙、司机室等组成整体结构。
地铁车辆的车体采用了铝合金车体模块化结构。
模块化结构是近几年发展起来的技术，模块化结构车体是由底架、侧墙、车顶、端墙、司机室等模块组成，在每个模块的制造过程中完成整车需要的内装、布管与布线的预组装，并解决相互之间的接口问题。
各模块完成后进行整车组装，每一模块的结构部分采用焊接，而各模块之间的组装采用紧固件机械连接。
车体的组装分以下五个步骤完成：第一步是把所有侧墙模块安装在底架上，然后用 HUCK螺栓将两个模块紧固地连接在一起。
第二步是组装侧墙与车顶，侧墙与底架组装好后，将车顶扣在侧墙顶上，对齐位置，用 HUCK 螺栓将侧墙和车顶紧固的连接在一起。
第三步是安装中间端（IME）：将中间端与底架、侧墙和车顶连接，然后将边梁和IME之间进行连接，最后将车顶侧梁和IME用螺栓连接。
第四步是安装司机室模块：首先将管槽与底架用一排铆钉进行连接，底架是司机室与管槽的安装底座，其次是用大量的连接件连接侧墙模块和司机室木块。
第五步是用HUCK螺栓连接车内的所有其它连接件，如门立柱和底架车顶之间的连接。
2．论述转向架的组成及各组成部件的功用，并写出转向架力的传递过程。
参考答案：2．转向架的组成及功用：1）构架：是转向架的基础构件。
2）轮对：实现了机车在线路上的行使。
3）轴箱：用来装设轴承，保持轮对的正确位置。
4）弹簧悬挂装置：以减小运行时的动作用力。
5）齿轮传动装置：将牵引电动机的功率，转距传递给轮对。
6）基础制动装置：是空气制动机组成部分之一。
7）电机悬挂装置：牵引电动机在转向架上的安装。
转向架各向力的传递：1）垂向力的传递：机车上部重量-支承装置-转向架构架-弹簧装置-轴箱-轮对-钢轨。
2）纵向力的传递：轮轨接触点-轮对-轴箱-轴箱拉杠-转向架构架-支承装置-车体底架-车钩缓冲装置。
地铁车辆辅助逆变器工作原理宝子们，今天咱们来唠唠地铁车辆辅助逆变器这个超有趣的东西。
你看啊，地铁在地下跑，它得有好多设备来保证正常运行呢，辅助逆变器就是其中一个默默奉献的“小能手”。
咱先来说说这个辅助逆变器到底是干啥的。
地铁车厢里有好多设备需要用电，像空调啊，照明啊，还有那些给乘客充电的插座之类的。
这些设备用的电可不能是那种随便的电，得是经过处理的合适的电。
辅助逆变器就像是一个神奇的电力魔法师，它把从地铁主电源来的电进行各种变化，变成这些设备能用的电。
那这个电是怎么变的呢？其实就是一种转换的魔法啦。
地铁的主电源的电可能是高压直流电之类的，这对于空调那些设备来说就像洪水猛兽，根本没法直接用。
辅助逆变器就把这个直流电变成交流电。
这个过程就像是把一种语言翻译成另一种语言，直流电说的是一种“电的语言”，交流电又是另一种“电的语言”，辅助逆变器就是那个翻译官。
而且啊，这个交流电还得有合适的电压和频率呢。
就像我们的手机充电器，它得输出合适的电压才能给手机充电，电压太高会把手机充坏，太低又充不进去。
辅助逆变器也是一样的道理，它把电压调整到设备需要的数值，比如说空调需要220V的交流电，它就能把从主电源来的电变成220V的交流电。
频率也是很重要的哦，不同的设备对交流电的频率也有要求，辅助逆变器就像一个超级精准的调音师，把频率也调整得刚刚好。
你想啊，要是没有辅助逆变器，地铁车厢里得多糟糕。
夏天的时候，没有空调吹，那简直就是一个大蒸笼，乘客们都得热得像热锅上的蚂蚁。
照明要是没有合适的电，可能就忽明忽暗的，像鬼屋一样，多吓人呀。
还有那些想给手机充电的乘客，就只能干瞪眼啦。
辅助逆变器里面呢，其实是有很多小零件在协同工作的。
有一些电子元件就像是小士兵一样，各司其职。
比如说有一些晶体管之类的东西，它们在电路里就负责控制电流的走向。
这就好比在一个大的交通系统里，有交警在指挥交通，让车辆（电流）按照正确的路线走。
还有一些电容啊，电感啊，它们就像是小仓库，一会儿储存电能，一会儿又释放电能，来保证电的稳定供应。
地铁vvvf逆变器工作原理
地铁 VVVF（Variable Voltage and Variable Frequency）逆变器是地铁牵引系统中的重要组成部分，用于将直流电转换为交流电，以驱动地铁的电动机。
其工作原理如下：
1. 输入直流电：逆变器首先接收来自变电所的直流电，该直流电经过滤波和保护电路后，被送入逆变器的输入端。
2. 逆变过程：逆变器内部包含一组功率半导体开关器件，如 IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）。
这些开关器件按照一定的控制策略进行导通和关断，将直流电转换为交流电。
控制策略通常基于 PWM（Pulse Width Modulation）技术，通过调整开关器件的导通时间和频率，来实现电压和频率的变化。
3. 输出交流电：经过逆变过程后，逆变器输出的交流电具有可变的电压和频率，可以根据电动机的需求进行调整。
输出的交流电经过滤波和变压器后，被送到电动机上。
4. 控制系统：逆变器的控制系统负责监测和调节输出的电压和频率。
它通过传感器采集电动机的转速、电流等参数，并根据预设的控制算法，调整逆变器的工作状态，以实现对电动机的精确控制。
5. 保护功能：为了确保系统的安全运行，逆变器还具备多种保护功能，如过流保护、短路保护、过热保护等。
当系统出现异常情况时，保护装置会及时动作，切断电源，防止设备损坏。
总之，地铁 VVVF 逆变器通过将直流电转换为可变电压和可变频率的交流电，实现了对电动机的精确控制，从而满足了地铁牵引系统的要求。
第八章 牵引和电制动第一节 系统基本组成和工作原理一． 牵引/制动系统组成广州地铁一号线车辆牵引和电制动系统由德国ADtranz 公司提供，是国内首家采用交流传动和动力分散型控制技术的地铁车辆项目。
整个系统由受电弓、高速断路器HSCB 、VVVF 牵引逆变器、DCU/UNAS （牵引控制单元）、牵引电机，制动电阻等组成，如图1所示。
图1：牵引系统组成示意图列车受电弓从接触网受流，通过高速断路器后，将1500VDC 送入VVVF 牵引逆变器。
VVVF 牵引逆变器采用PWM 脉宽调制模式，将1500VDC 直流电逆变成频率、电压可调的三相交流电，平行供给车辆四台交流鼠笼式异步牵引电机，对电机进行调速，实现列车的牵引、制动功能，其半导体变流元件采用4500V/3000A 的GTO ，最大斩波频率为450 Hz 。
VVV 输出电压的频率调节范围为0 ~ 112 Hz ，幅值调节范围为0 ~ 1147 VAC 。
二． 牵引系统基本参数牵引逆变器VVVF ：线电压 U N = 1000 ~ 1800 VDC输入线电流 I N = 480 A最大线电流（牵引） I NDMAX = 692 A最大线电流（制动） I NBMAX = 1171 A输出电流 I A = 720 A最大输出电流 I AMAX = 1080 A最大保护电流 I MAX = 2900 A输出电压 U N = 0 ~ 1050 V输出频率 f A = 0 ~ 112 Hz\GTO 最大开关频率 f P = 450 Hz制动斩波模块斩波频率 f B = 250 Hz模块冷却方式 强迫风冷模块冷却片风速 V L = 8 m/s牵引电机（1 TB 2010 – 0GA02）：连续定额 小时定额输出功率 P M 190 210 kW额定电压 U N 1050 1050 V额定电流 I N 132 （1800 min -1） 144 （1800 min -1） A额定转矩 M N 1008 1114 Nm最大转速 n MAX 3510 3510 rpm三． 基本工作原理整个控制系统由输入值设定、速度测量、电机控制、脉冲发生器、能量反馈各环节构成。
广州地铁1号线牵引供电整流器的保护配置
高劲;董斌
【期刊名称】《机车电传动》
【年(卷),期】2003()2
【摘要】详细介绍了广州地铁1号线牵引供电系统中整流器的保护配置原理,阐述了解情况快速熔断器的选择等问题;认为广州地铁1号线牵引整流器的保护配置可以满足运行需要,并针对出现的问题介绍了2号线整流器设计的改进措施。
【总页数】3页(P31-32)
【关键词】地铁;牵引供电系统;整流器;保护配置;熔断器;设计;改进
【作者】高劲;董斌
【作者单位】广州地铁总公司运营事业总部
【正文语种】中文
【中图分类】U231.8;TM461
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3.浅谈广州地铁直流牵引供电与交流牵引供电系统的选择 [J], 余柏林
4.广州地铁APM线600V牵引供电系统介绍及典型故障分析 [J], 张牵
5.沈阳地铁2号线北延线牵引供电系统继电保护与定值整定 [J], 苏堤
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