城市轨道交通车辆技术《车辆电气系统构成》
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城市轨道交通车辆技术专业《城市轨道交通列车电气控制》课程标准一、课程基本信息课程代码:18071634学时数:84学分:5先修课程:《机械基础》、《城市轨道交通电工电子技术》、《传感器与检测技术》、《城市轨道交通概论》等。
后续课程:《城市轨道交通列车驾驶》、《城市轨道交通行车组织技术》、《城市轨道交通车辆电气控制部分检修》、城市轨道交通列车驾驶(或列车检修)综合技能实训等。
二、课程性质该课程是五年制高职学校学生城市轨道交通车辆技术专业的一门专业核心课程。
通过学习和实训,让学生在整体上对城市轨道交通列车电气控制原理、主要电气部件、电气控制系统和控制电路等有适度的认识,在电路图识读、交、直流电路板测量训练和安全知识及防护训练等方面有扎实的基础,使学生具备城市轨道交通电动列车驾驶的基本职业技能和取得《低压电工操作证》(初级)的能力,并能与其他专业课程的专业能力相衔接,在前续课程的基础上进一步培养学生的专业意识,为后续课程打下基础。
1与前续课程的联系通过《机械基础》、《城市轨道交通电工电子技术》、《传感器与检测技术》、《城市轨道交通概论》等的学习,学生了解了城市轨道交通车辆系统的一些基础知识和总体组成,为以后学习打好基础。
2.与后续课程的关系为学生后续课程《城市轨道交通列车驾驶》、《城市轨道交通行车组织技术》、《城市轨道交通车辆电气控制部分检修》、城市轨道交通列车驾驶(或列车检修)综合技能实训等课程学习打下高度的相关基础,为学生在以后工作中提供的车辆方面的必要知识。
《城市轨道交通列车电气控制》是五年制高职城市轨道交通车辆技术专业学生的一门必修的专业核心课程。
三、课程的基本理念本课程是城市轨道交通车辆技术专业的一门核心课程,是本专业核心能力的支撑。
其前修课程是机械制图、机械结构分析与设计等专业基础课程,是专业基础课程知识的具体应用及专业基础能力的进一步提升,同时为后续的行车组织、车辆运用与管理等专业核心课程打下坚实的知识与能力基础。
《城轨车辆电气控制》课程标准1.课程设置依据《城轨交通车辆电气控制》是城轨交通车辆专业的一门核心课程,在学生专业技能培养和职业素养养成方面占重要地位。
车辆的牵引及其控制是车辆的关键技术之一,是现代轨道交通车辆先进技术的重要体现。
课程设置依据《城轨交通车辆电气控制》课程教学基本要求。
本课程主要教学模式采用讲授与实训相结合,适用于高职城轨交通车辆驾驶及城轨车辆检修专业。
2.课程目标⑴理解牵引参数的概念,会分析列车的牵引力、制动力及各种阻力;⑵熟悉直流、交流、直线牵引电动机的结构及运行特性,能准确说出牵引电机各主要部件的作用及结构特点;⑶熟悉典型电力电子器件的结构特点、主要技术参数、工作过程及其控制;⑷会分析城轨车辆上采用的斩波及逆变电路的作用原理;⑸会区分电力牵引的不同调速方法;⑹能区分轨道交通车辆两种传动控制方式;⑺能够陈述轨道交通车辆主电路的结构,会分析主电路及控制电路的作用原理;⑻能够区分城轨交通车辆辅助供电系统的类型、特点,会分析典型车辆的辅助供电电路;⑼能够区分两种客室车门的结构特点、控制方式及控制逻辑,准确说出车门信息含义;⑽熟悉屏蔽门的结构、特点、操作控制、信息显示意义。
该课程学习完后,学生初步具备独立完成或通过团队协作完成城轨车辆不同控制模式的模拟驾驶操纵,主要电气部件的一般故障处理,为城轨车辆检修课程学习及跟车实习提供有力支撑。
3.教材和参考资源3.1教材《城市轨道交通车辆电气控制》华平唐春林编著机械工业出版社,2011.73.2参考书《城市轨道交通车辆》曾青中,韩增盛主编西南交通大学出版社20063.3相关学术期刊和报纸《城市轨道交通研究》CN31-1749/U;《机车电传动》CN43-1125/U3.4相关视频资料3.5校园网络资源《城轨车辆电气控制》课程学习课件机械工业出版社出版发行,2012年2月3.6相关专业网站中国城市轨道交通网/4.前后课关系本课程建议安排在《城轨交通车辆构造》等前修课程之后,学生已经对城轨交通车辆的结构及各部件功能有了比较清楚的认识,有助于本课程的学习理解,同时也为后续课程《城轨交通车辆检修》提供理论支持、基本专业技能。
项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成一、单选择题1.电能从牵引变电所经馈电线、接触网输送给城市轨道交通车辆,而又从车辆经钢轨、回流线流至。
()A.牵引装置B.大地C.电制动装置D.牵引变电所答案:D2.在发动机或电动机输出功率一定的情况下,牵引力与速度的关系是。
()A.速度越高,所需牵引力就越小B.速度越高,所需的牵引力就越大C.速度和牵引力将成正比变化D.无论速度如何变化,所需牵引力的大小是恒定的答案:A3.牵引力粘着力,发生空转的轮对转速大于列车速度。
()A.大于B.小于C.附带D.伴随答案:A4.当列车牵引力大于粘着力时,列车发生。
()A.加速B.惰行C.空转D.滑行答案:C5.一列6节编组的车安装有受电弓的车分别是和车。
()A.Tc1,Mp2 B.Mp1,Mp2 C.Tc2,Mp2 D.Tc1,Mp1答案:B6.在城市轨道交通牵引供电系统中,直流供电一般采用第三轨。
()A.1500VB.1000VC.750VD.500V答案:C7. 是属于粘着制动形式。
()A.闸瓦制动B.电阻制动C.再生制动D.磁轨制动答案:A8.与列车受电弓直接接触的是。
()A.承力索B.馈线C.接触线D.接地线答案:C9.ATO表示。
()A.列车自动驾驶;B.列车自动超速防护;C.自动闭塞;D.移动闭塞答案:A10.列车主电路中的线路滤波器的作用是。
()A.将高压直流中的交流杂质滤除,提高直流品质B.将低压直流中的交流杂质滤除,提高直流品质C.将高压交流中的直流杂质滤除,提高交流品质D.将低压交流中的直流杂质滤除,提高交流品质答案:A11.高速断路器(高速开关)用来接通和分断轨道车辆的电路。
()A.低压B.中压C.高压D.中低压答案:C12.浪涌吸收器是与被保护物的一种设备,当出现危机被保护物体绝缘的过电压时就放电,从而限制被保护物体。
()A.并联B.串联C.先并联后串联D.先串联后并联答案:A13.避雷器是与被保护物的一种设备,当出现危机被保护物体绝缘的过电压时就放电,从而限制被保护物体。
城市轨道交通车辆电气控制功能及原理浅析摘要:轨道交通车辆作为城市轨道交通的重要组成部分,承担着载客的重要角色,车辆的电气控制具有控制复杂、安全系数高等特点,对轨道交通运营的安全有着重要的影响。
本文结合城市轨道交通车辆电气控制的特点,针对车辆电气控制的功能及原理进行了分析。
关键词:城市轨道交通车辆电气控制1 引言城市轨道交通车辆电气控制系统包括车辆上的各种电气设备及其控制电路。
按其作用和功能可分为主电路控制系统、辅助电路控制系统、电气牵引控制系统等组成。
本文结合城市轨道交通车辆的特点,针对车辆电气控制功能及原理进行了分析。
2 主电路控制系统主电路由牵引电机及与其相关的电气设备和连接导线组成,其作用是将电网的电能转变为车辆运行所需的牵引力,当在电气制动时将车辆的动能转换为电制动力。
它是车辆上的高电压、大电流、大功率动力回路。
高压电器箱是车辆电气牵引系统主电路的前级构成部分,包含三位置隔离开关、高速断路器、库用电源插座、直流接触器、快速熔断器、反向隔断整流管等器件组成。
三位置隔离开关是用于车辆牵引电路、辅助电路、库用电源电路中高压主电路的接通与接地、隔离。
高速断路器用于主电路的故障保护;熔断器用于主电路的短路保护。
DC1500V电源从受受流器经过三位置开关、高速断路器送到高压电器箱,然后经差分电流传感器、充电接触器、充电电阻、线路接触器,送到后面的线路电抗器和牵引逆变器。
主要功能有:(1)给逆变器充电:列车运行时,控制高速断路器闭合,接受到方向指令后,充电接触器闭合,DC1500V电源经充电电阻给牵引逆变器内直流支撑电容器充电,充电完成后线路接触器闭合,然后牵引逆变器启动工作。
(2)续流、接地功能:当车辆处于牵引工况时,直流供电能量经高压箱进入牵引逆变器;当车辆处于再生制动工况时,负载能量经高压箱反馈回电网,或者由制动电阻消耗掉。
(3)差分电流检测功能:当差分电流传感器检测系统1500V正线与1500V 负线差值大于1A时,差分电流传感器会发出报警信号给DCU,当差分电流传感器检测系统1500V正线与1500V负线差值大于50A时,差分电流传感器会发出报警信号给DCU。
一、填空题1.受电弓由:滑板、活动构架、带气动装置的底架、跨接线等四部分组成。
2. 从接触网或导电轨中,将电流引入动车装置的装置称为受电弓(受流器)。
3、城市轨道交通电气系统的主电路由受电弓、高压部分、中间直流环节、牵引变流器、牵引电机组成。
4、高速断路器的作用是根据需要接通和断开接触网和电动车辆主回路之间的高压电路。
2.辅助逆变器一共有两种供电方式,分别是蓄电池供电和车间电源供电。
3.辅助系统供电网络主要提供列车所需要的AC380V、AC220V、DC110V、DC24V电源。
4. 直流电机根据激磁方式的不同,即按照激磁绕组与电枢绕组连接方式,可分为他励直流电机、并励直流电机、串励直流电机、复励直流电机四种,其中复励又分为短复励、长复励。
5. 接触器按通断电路电流种类可以分为直流接触器、交流接触器两类。
7.在城市轨道交通车辆中,通常是从受电弓获取直流电压,经辅助逆变器变换输出380VAC,给列车上的辅助设备供电。
8. 辅助逆变器也称静止变幻器,主逆变器又称为牵引逆变器。
11. VVVF逆变器中,其中VV 变压,VF表示变频。
12. TCU的全称为(牵引控制单元),CCU的全称为(中央控制单元),BECU的全称为(制动控制单元)。
13. 牵引逆变器主要功能是为交流牵引电机提供电源。
14. 交流接触器主要由(电磁铁)和 ( 触点)两部分组成。
17. 熔断器主要由:(熔体) 、(熔管)、(插刀)组成。
19. 接触器按主触头数目可以分为(单级接触器 )、(多级接触器 )两类。
21. 列车外部照明系统包括:(头灯) 、(尾灯)、( 运营灯及侧墙信息灯) 。
22. MCM系统中的DCU主要完成的控制有:DC侧电容器的充放电、电机转速和转矩控制、测量功能、和保护功能。
23. 三相异步调速电机调速方法有:改变供电频率、改变电动机的极对数、改变转差率。
24. 变频调速的方法主要有四种V/F控制、矢量控制、直接转矩、电压空间转矩(SVPWM)。
一、车辆电路系统构成
城市轨道交通车辆电气系统由牵引系统〔动力系统〕、辅助系统和控制系统等三局部,牵引动力系统属于高压电路,一般为1500V或750V直流供电,辅助系统一般由三相380伏交流电路构成,而控制系统电压通常为110V及以下直流电压,因此,车辆电路系统按其功能及电压上下,可分为高压牵引电路〔主电路〕、辅助电路、控制电路等三局部。
厂家在设计时,通常又对其进行功能细分,如SZP1列车的电路系统按功能级别被分为主电路、牵引制动控制、辅助、监控信息、照明、空调、附属设备、车门控制、车钩电路等9个局部。
1.车辆电气设备配置
图1-1 3车单元牵引设备布置
根据运量需要,地铁车辆通常采用3辆、4辆、5辆、6辆等几种编组方式。
SZP1列车采用6辆编组,由2组相同的3车单元连挂在一起构成。
图1-1是SZP1列车牵引设备布置简图,除受电弓和避雷器外,所有的车辆高压、牵引和辅助设备分布在车辆底部,大局部牵引设备位于B车和C车车下的两个逆变器箱中,其中,PH箱(牵引和高压)安装在B车,PA 箱(牵引和辅助系统)安装在C车。
SZP1列车采用直流1500伏架空接触网供电,每个3车单元设一台受电弓,受电弓位于B车II端顶部,由接触网送来的直流1500V高压电流经受电弓直接进入PH箱。
PH 箱由高压系统和MCM〔电机逆变器〕组成,高压系统包括线路断路器、隔离接地开关、带接触器的车间电源插座、熔断器和去耦二极管等高压设备。
MCM由三相逆变器、控制板和保护元件等设备组成。
位于C车的PA箱主要由一个MCM和一个ACM〔辅助逆变器〕组成,此外还包括充电电路、EMI 电容器、三相辅助滤
波器、辅助变压器〔三相电压〕等。
BCM〔蓄电池充电机〕和蓄电池位于A车,负责向全列车提供直流110V控制电压。
2.电路系统构成
由2动1拖组成的3车单元的车辆电路原理图如图1-2所示。
图中,车辆通过受电弓〔Q1〕从接触网取得1500V直流电源。
F1是避雷器,负责对车辆进行网侧过电压保护。
Q2是接地与隔离开关,检修车辆时,必须将Q2置于接地位,以防止检修人员遭到触电伤害。
分别安装在B车和C车两节动车车底侧面的PH 箱和PA箱内的电机逆变器MCM负责向本节车的4台牵引电机供电,驱动列车运行。
每台MCM由一台HSCB〔高速断路器〕进行供电和保护,一个单元车组的两台高速断路器集中安装在B 车的PH箱中。
位于C车PA箱内的ACM〔辅助逆变器〕负责向列车供给三相380伏交流电压,供空气压缩机、空调等辅助系统使用。
蓄电池充电机〔BCM〕是一个直流-直流变换装装置,输出110V直流电压,向蓄电池和110V控制电路供电。
图1-2 3车单元车辆电路原理图。