项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成

1、基本概念
地铁运行的管理和调度是由控制中心来实现的，其 中的电力调度室是地铁供电系统运行的管理和调度 部门。
远动技术，通过远动监控设备对各类变电所（室） 进行直接的集中监视和控制 。
远动监控设备是调度端与各被监控端之间实现遥信、 遥测、遥控和遥调功能的设备。
我国地铁牵引供电系统已被规定应优先采用计算机 远动监控设备，上海地铁将采用先进的微机远动监 控设备来实现地铁供电系统的现代化管理和集中调 度。
单边供电：电动车组仅从所在供电臂上的牵引变电所 获得牵引电能
如果在中间断开处设置开关并使其连通，则电动车组 可同时从两个牵引变电所获得电能，称为双边供电
单边供电优点：故障影响范围小，牵引 变电所保护较简单；缺点：电动车组所 需牵引电能全部由一边流过接触网，电 压降和电能损耗大。
双边供电正相反。
在走行轨一侧 设置附加的第 三轨，电动车 辆安装在底部 或侧面的受流 器与第三轨接 触受电，受流 器也可称为受 电靴
接触轨供电可分为上磨式和下磨式
上磨式优点：固定方便，接触效果好，但加防 护罩困难，接触轨面易污染，无防护罩的带电 接触轨对工作人员威胁大
下磨式优点：与上磨式相反
接触轨供电方式的特点： 隧道净空高度低，接触网结构简单，造价低，
维修易。人身安全与防火条件差，难与架空线 衔接。 第三轨供电一般采用直流，电压为750V及以下
2、架空式
架空式接触网 架设在轨道交 通线路上方， 电动车辆车顶 安置受电弓与 接触网的导线 相接触受电
架空式接触网 分为地面架空 式和地下架空 式
（1）地面架空式接触网组成
接触悬挂：由承力索、吊弦、接触导线组成，直 接与受电弓接触，并保持良好接触性能
1.掌握变电所的分类及各自的特点 2.了解变电所的电气设备 3.掌握接触网的结构形式及供电方式 4.了解远动监控的概念和结构

• 车钩的分类
自动车钩
车钩
按车钩连接方法不同分 非自动车钩
非刚性车钩 按车钩特点的不同分
刚性车钩
城市轨道交通车辆构成课件
车辆构成→车钩缓冲装置
非自动车钩和自动车钩的不同点在于：
1．非自动车钩解钩时，机械和气动部分可气动也可 手动操作完成，但不能在司机室集中控制；
2．电气连接装置只能用于手动操作。 3．在非自动车钩上设有贯通道支撑座。
城市轨道交通车辆→构成
• 车辆的构成
• 车体 • 车门 • 车钩缓冲装置 • 转向架 I. 制动装置
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轨道交通车辆结构示意图
城市轨道交通车辆构成课件
城市轨道交通车辆→构成
城市轨道交通车辆构成课件
问题？？？
• 车辆由哪几部分构成？ 底架
• 车体由哪几部分构成？
侧墙
车体
车顶
城市轨道交通车辆→构成
（3）车体的构成→底架
• 车体底架由地板、侧梁、枕梁、小横梁和牵引梁 组成。
• 枕梁用于连接走行部，牵引梁设在底架的两端， 用来安装车钩缓冲装置。
1－端梁；2、7－枕梁；3－纵梁；4－侧梁；5－横梁；6－中梁。
城市轨道交通车辆构成课件
城市轨道交通车辆→构成
（4）车体的承载方式
位少、车门多且开度大。
•
对重量限制较为严格，以降低高架线路的工
程投资。
•
车体采用轻量化设计。
•
车体的防火要求严格。
•
车体的隔音和减噪措施有严格要求。
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城市轨道交通车辆→构成
（2）车体的材料 轨道交通车辆对于车体材料的要求包括：
• 具有一定的强度和刚度。 • 要耐腐蚀。 • 采用轻量化设计，能大大节约制造材料、降低牵

任务一 认识供电系统的基础结构
图1-1 城市轨道交通供电系统的组成
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项目一
正文
城市轨道交通供电系统概述
外部供电系统：包括外部电源和主变电所，一般从城 市电网10 kV，110 kV，220 kV系统接口接入。
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我国规定的电网标称电压有3 kV，6 kV，10 kV，20 kV，35 kV，110 kV，220 kV，330 kV，500 kV，750 kV， 1 000 kV，其中3～220 kV为高压，330～750 kV为超高压， 1 000 kV为特高压。城市电网主要由10 kV，110 kV，220 kV，500 kV供电网络构成。
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城市轨道交通供电系统概述
任务一 认识供电系统的基础结构
主变电所将接收到的高压电降压至35 kV或10 kV后，经过三相传输线输送至本区域内的 牵引变电所B7与B8及降压变电所B9，通过牵引变电所或降压变电所降压至各供电负荷所需的 电压等级（1 500 V或380 V等）。在地铁供电系统中，可根据实际需要设立专门的高压主变 电所，以通过不同的电压等级对牵引变电所和降压变电所供电。
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城市轨道交通供电系统概述
一、供电系统的结构
城市轨道交通供电系统主要由外部 供电系统、牵引供电系统、动力照明供 电系统、电气安全与防护系统及电力监 控系统等部分组成。供电系统的电源由 发电厂经国家电网提供，属于高压供电 网络。通常将发电厂至主变电所部分称 为外部供电系统，也称作一次供电系统， 而将主变电所至牵引变电所、降压变电 所部分称为中压供电网络。城市轨道交 通供电系统的组成如图1-1所示。
任务一 认识供电系统的基础结构

牵引电器结构特点：
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；
计算绕组、选择绝缘材料、润滑油要考虑温度变化； 用电镀涂压的办法来防止零件表面的锈蚀； 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。
（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．制动电阻器的主要技术指标
（1）电阻值：20℃时的阻值与热态时的阻值。 （2）电阻材料：材质及温度系数。 （3）功率：等效持续功率与短时最大功率。 （4）最高工作温度：一般600℃左右 （5）冷却：多数采用强迫风冷，少数采用自然风冷 (列车走行风) （6）保护：过热、过流、失风(若用强迫风冷)保护、IP等级（电阻
600 630 800 2400 约l00 约75 3×10 6次 10 4次 54~72 DC110 30
（四）线路滤波器
线路滤波器：包括线路滤波电抗器和线路滤波电容器； 位于主电路牵引变流器中。
1．线路滤波器的作用： （1）滤平输入电压。 （2）抑制电网侧发生的过电压减少其对逆变器的影响。 例如：变电所的操作过电压、雷击过电压等。 （3）抑制逆变器因换流引起的尖峰过电压。 （4）抑制电网侧传输到逆变器直流环节的谐波电流， 抑制逆变器产生的谐波电流对电网的影响。 （5）限制变流器的故障电流。
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

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道,不产生任何动作。 总风管压力空气经截断塞门B2、减压阀B12、电磁阀B19、双向阀 B20向具有停放功能的单元制动机C3供风,由司机在驾驶室内操纵
电磁阀B19来完成停放制动的施行或缓解。
双向阀B20的另一端与不带停放制动的单元制动机C1相连,主 要是为了防止常用制动与停放制动同时施加而造成制动力过大的安
单元(ECU)、防滑系统和单元制动机5个部分组成。在本次任务中,
我们主要分析其供气系统的组成和工作过程,以下分析请参阅图9.2 所示的KGBM模拟空气制动管路系统图。 1)供气单元的组成 分析图9.2可知,KBGM制动系统的供气单元向整列车制动系 统、受电弓、客室气动门、空气悬挂装臵、刮雨器等提供压缩空气。主 要由VV230/180２2型活塞式空气压缩机组A1、单塔空气干燥器A7和 风缸组成。其中风缸分为:总风缸(250L)、空气悬挂系统(空气弹簧)
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方式有再生制动、电阻制动和空气(摩擦)制动3种,它们分别为第一、 第二和第三优先制动。再生制动取决于接触网的接收能力,亦即取决 于网压高低和负载利用能力;电阻制动承担电机电流中不能再生的那 部分制动电流。再生制动电流加电阻制动电流等于制动控制要求的 总电流,此电流受电机电压的限制。当地铁列车速度降到10km/h,电 制动被全部切除时,所有给定的制动力全由空气制动提供。
风缸(100L)、制动储风缸(50L)及客室风动门风缸(50L)。
VV230/180２2型活塞式空气压缩机组A1,主要安装于C车上,即 一列六编列车有两套空气压缩机组;在1500V直流电动机的驱动下
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以每分钟1520转的速度旋转,每分钟可提供10bar的压缩空气1500 L。安装方式采用弹簧索弹性吊挂在车体上,起到缓冲和降低振动的 作用。 2)供气所单元的组成 ①单塔空气干燥器A7,主要安装于C车上,由油水分离器、干燥 筒、排泄阀、电磁阀、再生储风缸及消音器等组成,起干燥作用。

36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。。——孔子
项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统 构成
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
谢谢！

A、空转B、滑行C、惰行D、以上都不是
答案：A
8、空调系统中，将高温高压的制冷剂进行冷凝的是（）。
A、压缩机B、蒸发器C、膨胀阀D、冷凝器
答案：D
9、重庆地铁1号线的蓄电池组装置在（）车辆上。
A、TcB、MpC、M1 D、M2
答案：A
10、下列不属于主电路电器的是（ ）。
A、继电器B、受电弓C、高速断路器D、线路滤波器
接地装置的主要作用是为主电路提供回流通路，使电流经轮对到达钢轨，构成DC1500V完整的电路。同时防止电流通过轴承造成轴承内润滑油层的电腐蚀，以提高轴承的使用寿命。
5、高速断路器有哪些功能作用？
高速断路器是主电路的电源开关和保护器，高速断路器用于牵引系统与接触网之间的连接和断开。在出现严重干扰的情况下，比如过流、逆变器故障或短路等，高速断路器（HSCB）能安全断开牵引设备与接触网的连接。
3、牵引电器一般分为主电路电器、控制电路电器、辅助电路电器三大部分。
4、重庆地铁一号线车辆为6辆编组，采用架空受流方式，全列车共有（2）副受电弓，分别在每个单元MP或者B车顶部。
5、牵引力受两个因素的影响，分别是牵引装置传给轮对的转矩和动轮与钢轨的相互作用。
三、名词解释
1、粘着
由于正压力而保持轮轨间相对静止的现象。
3、说明主钥匙、方向手柄及主控手柄之间的联锁关系？
主钥匙激活操纵台在“1”位时，方向手柄才能离开“0”位。
方向手柄离开“0”时，主控手柄才能离开“0”。
主控手柄在“0”位时，方向手柄才能回到“0”。
主控手柄、方向手柄都在“0”位时，主钥匙才能关闭置“0”。
4、在城市轨道交通车辆中，接地装置有什么作用？
滤平输入电压；
抑制电网侧发生的过电压对逆变器的影响；

1. 学 习 目 标
2.
项目导入
3.
学习任务
任务1 任务2 任务3 任务4
城市轨道车辆车门的驱动装置 城市轨道交通车辆车门的控制 城市轨道车辆车门的操纵 城市轨道车辆车门的信息显示
4. 拓 展 任 务
任务1 地铁车辆运行时的开、关门程序 任务2 地铁车门软件使用 任务3 屏蔽门系统
城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制
项目五 城市轨道交通车辆车门控制系统
任务1
车门开/关过程
车门开/关时，压缩空气动力推动气 缸活塞，通过由钢绳，转轮和驱动支 架等组成的机械传动机构，使门叶在 车辆侧墙的外墙板与内饰板之间的夹 层内移动，完成门的开关动作。
车门关闭后，锁闭系统动作，保证车 门安全可靠地锁闭。
车门系统通过中央控制阀控制压缩空 气的流向和流量，实现双作用驱动气 缸前进和后退。
任务1 城市轨道车辆客室侧门的结构原理
城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制
项目五 城市轨道交通车辆车门控制系统
一．风动门的结构与动作原理
任务1
城轨交通车辆风动车门系统主要由控制系统、驱动系统、机械传动系统、 悬挂和导向系统、锁闭机构、门页以及各种行程开关组成。
1．内藏对开式滑门概述
城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制
车门的所有设计以乘客安全为本。 车门控制系统分别从： ✓ 地铁车辆客室车门系统与列车牵引的连锁 ✓ 车门状态指示 ✓ 关门到位指示 ✓ 关门到位指示开关与动态关门控制 ✓ 开门操作与列车的状态 ✓ 关门操作与列车的状态 ✓ 行车开门与列车制动 等几个方面入手，强化安全设计，全面保障乘客安全。
城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制
城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制

３－４ 中所示。若测得电流为２５ ｍＡ， 则传感器正常。 • （７） 检查反向电流： 直流电流源Ｉ ＝ １００ Ａ， 电流流向与图
３－４ 所示方向相反。若测得电流为－２５ ｍＡ， 则传感器正常。
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任务3.1主回路的过流保护实现与故障处理
• 3.1.6 知识链接
• 熔断器又称熔丝， 串联在电路中。当该电路产生过载或短路故障时， 熔断器先行熔断，切断故障电路， 保护电路和电气设备。熔断器按结 构可分为开启式熔断器、半封闭式熔断器和封闭式熔断器。在电动车 辆上多采用的封闭式熔断器， 完全封闭在壳内， 没有电弧火焰喷出， 不会造成飞弧和危及人身安全及损坏电气设备， 且可提高分断能力。
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任务3.1主回路的过流保护实现与故障处理
• 3.1.3 电流故障保护的实现机制
• 电流传感器的输出最终将输入到牵引控制系统的输入模块中， 然后这 些输入的模拟量将被牵引控制系统检测、计算和比较， 一旦发现电流 值和设定值之间的差值超过允许范围， 控制系统将根据故障的危害程 度按照下列情况进行处理：
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任务3.1主回路的过流保护实现与故障处理
• ５. 逆变器三相输出电流不平衡 • 逆变器三相输出电流不平衡故障只存在于交流列车上， 一旦牵引控制
单元发现三相输出电流的总和过大（应该为零）， 即认为出现三相输 出电流不平衡故障， 牵引控制单元将立即断开线路接触器， 同时切 断逆变器的工作， 系统进入封锁状态。 • ６.两组直流电机电流不平衡， 差异过大 • 两组直流电机电流不平衡， 差异过大故障只存在于直流列车上， 牵 引控制单元发现两组直流电机的电枢电流差异大于指定值， 如果在指 定时间内该差异电流依然存在， 牵引控制单元将立即断开线路接触器， 切断主回路的工作， 系统进入封锁状态。

时延——指一个报文或分组从一个网络的一端传送到另一端所需要的时间，其单位是秒s、毫秒（10-3）ms、 微秒（10-6）μs等。
带宽——指物理信道的频带宽度，单位为赫兹 （Hz）、千赫（kHz）和兆赫（MHz）。
4.串行通信的工作方式
单工通信（双线制），如图1-4所示。 半双工通信（双线制+开关)，如图1-5所示。 全双工通信（4线制)，如图1-6所示。
城市轨道交通列车网络控制系统包括;以实现各功能控制为目标的单元控制机、实现车辆控制的车辆控制机和实 现信息交换的列车通信网络。列车网络控制系统为各车载设备提供相互通信的渠道 过共享信息，实现设备协调工作。网络控制系统的网络化不仅能够有效地增加数据的传输量，而且可以优化车辆的 布线设计。另外，网络控制系统可以实时监视和控制车辆各系统，并能快速、有效地进行诊断和分析，极大地提高 故障诊断效率，减少维护人员数量和工时，缩短维护时间。国外车辆制造商在车载智能设备的研究、系统配置以及 整车线路设计方面积累了丰富的经验。网络控制系统在城市轨道列车上的应用已比较成熟，如西门子公司的SIBAS系 统，庞巴迪公司的 MITRAC系统、阿尔斯通公司的AGATE 系统和三菱公司的 TIS 网络信息传输系统。
表1-1 TCN网络通信系统各类设备性能表
MVB/WTB
MVB 负责车辆内部的数据通信，采用曼彻斯特编码方式，数据传输速率为1.5 MHz。MVB 多功能车辆总线支持双 线冗余功能，可根据实际需要采用ESD+、EMD双绞线或者OGF光纤。
MVB支持过程数据、消息数据和监视数据3种数据类型。 MVB过程数据为周期性源寻址数据，由MVB总线主按主帧表的配置周期性发送过程数据主帧，用于传送对实时 性要求严格的数据，如控制命令等。 MVB 消息数据为非周期性数据，用于传送数据量大但对时间不敏感的数据，如故障诊断数据。 MVB 监视数据主要实现设备状态查询、事件仲裁和总线主权转移。 WTB负责列车车辆间的数据通信,数据传输速率为1MHz，通信介质为屏蔽双绞线。 WTB 最显著的特色,是它的以连续顺序给节点自动编号和让所有的节点识别何处是列车的左侧或右侧的能力。每 当列车组成改变时(例如连挂或摘除车辆) ,列车总线各节点执行初运行过程,该过程在电气上将各节点连接起来,并给每 个节点分配连续地址。初运行后,所有车辆均可以获得整个的列车结构信息。