城市軌道交通牽引系統(tǒng)

1、城市軌道交通牽引系統(tǒng)主要內(nèi)容7.1 概述7.2 直流電力牽引系統(tǒng)7.3 三相異步電機電力牽引系統(tǒng)7.4 三相同步電機電力牽引系統(tǒng)城市軌道交通牽引系統(tǒng)城市軌道交通牽引系統(tǒng)軌道交流牽引傳動系統(tǒng)的構(gòu)成7.1 概述城市軌道交通牽引系統(tǒng)軌道電力牽引傳動及控制技術(shù)的特點1 電力傳動控制技術(shù)2 PWM控制技術(shù)3 微電子技術(shù) 4 功率模塊的集成化7.1 概述城市軌道交通牽引系統(tǒng)根據(jù)供電電壓制式可分為： 直流：600，750，1500，3000V (標(biāo)稱值) 交流：6250，15000，25000V(標(biāo)稱值) 根據(jù)牽引電機可分為： 直流電力牽引系統(tǒng) 交流電力牽引系統(tǒng)7.1 概述城市軌道交通牽引系統(tǒng)電力牽引變流器

2、(1) 龐巴迪TRAXX MITRAC TC 3000系列牽引變流器(2) 西門子Eurosprinter多流制牽引變流器(3) 阿爾斯通ONIX牽引變流器系統(tǒng)7.1 概述城市軌道交通牽引系統(tǒng)第二代EuroSprinter電力機車BR189BR189主牽引變流器實物圖7.1 概述城市軌道交通牽引系統(tǒng)圖7-4 PRIMA EL4200 2U機車圖7-5 PRIMA EL4200 2U機車 主牽引變流器7.1 概述城市軌道交通牽引系統(tǒng)軌道交通車輛的結(jié)構(gòu)與特性有軌電車 電動車組特種電動車 獨軌電動車 輕軌車 磁浮列車7.1 概述城市軌道交通牽引系統(tǒng)有軌電車工作原理7.1 概述城市軌道交通牽引系統(tǒng) 直

3、流電動機由定子轉(zhuǎn)子兩部分構(gòu)成。極掌NS NS極心勵磁繞組機座轉(zhuǎn)子直流電動機的磁極和磁路 直流電力牽引系統(tǒng)城市軌道交通牽引系統(tǒng)7.2 直流電力牽引系統(tǒng)城市軌道交通牽引系統(tǒng)直流電動機各部分的作用：定子的作用是用來產(chǎn)生磁場，提供磁路和作為電機的機械支撐 轉(zhuǎn)子部分是用來產(chǎn)生感應(yīng)電勢和電磁轉(zhuǎn)矩從而實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換的主要部件轉(zhuǎn)子通過軸承與定子保持相對位置，使兩者之間有一個空氣隙7.2 直流電力牽引系統(tǒng)城市軌道交通牽引系統(tǒng)直流電動機工作原理：7.2 直流電力牽引系統(tǒng)城市軌道交通牽引系統(tǒng)直流電動機分類：根據(jù)勵磁繞組與電樞繞組的聯(lián)接方式主要分為他勵、并勵、串勵和復(fù)勵四種。 7.2 直流電力牽引系統(tǒng)城市軌道交通牽

4、引系統(tǒng)直流牽引調(diào)速系統(tǒng)-基本調(diào)速方法：這里，CE是常數(shù)Id是由負(fù)載決定的方法：調(diào)節(jié)電樞供電電壓U 改變勵磁磁通 改變電樞回路電阻R。 7.2 直流電力牽引系統(tǒng)城市軌道交通牽引系統(tǒng)3. 電動機的電氣制動電阻制動 他勵式電阻制動 串勵式電阻制動再生制動7.2 直流電力牽引系統(tǒng)城市軌道交通牽引系統(tǒng)電動機的電氣制動（電阻制動）電機牽引工況他勵電阻制動工況7.2 直流電力牽引系統(tǒng)城市軌道交通牽引系統(tǒng)電動機的電氣制動（再生制動）7.2 直流電力牽引系統(tǒng)城市軌道交通牽引系統(tǒng)4. 牽引主回路及其控制主電路輔助電路控制電路機車電路7.2 直流電力牽引系統(tǒng)城市軌道交通牽引系統(tǒng)主電路功能：牽引和制動時，完成能量傳遞

5、和轉(zhuǎn)換；特點：大功率、高電壓、大電流；主要包括：牽引變壓器、整流器、牽引電機1 受電弓2 主斷路器（牽引斷路器）3 電壓檢測環(huán)節(jié)4 接地開關(guān)5 負(fù)載接觸器6 濾波電抗器7 濾波電容器8 凸輪調(diào)速變阻器9 牽引電動機10 信號發(fā)生器11 控制電子裝置12 司機控制器城市軌道交通牽引系統(tǒng)7.2.1 交流牽引系統(tǒng)特點及發(fā)展概況 7.2.2 三相異步電機 7.2.3 交流電機調(diào)速系統(tǒng) 7.2.4 交流傳動的脈寬調(diào)制技術(shù)7.2 三相異步電機電力牽引系統(tǒng)城市軌道交通牽引系統(tǒng)7.2.1 交流牽引系統(tǒng)特點及發(fā)展概況 直流電力傳動優(yōu)點：具有良好的調(diào)速性能 直流電力傳動缺點：防空轉(zhuǎn)性能較差；換向器與電刷，因而帶來

6、了較大的體積與重量，容易產(chǎn)生環(huán)火以及繁雜的維護問題交流電力傳動特點：電機結(jié)構(gòu)簡單，成本較低；正作可靠，壽命長，維修、運行費用低；防空轉(zhuǎn)能力好城市軌道交通牽引系統(tǒng)第一階段：交流電動機數(shù)學(xué)模型復(fù)雜，初期，人們對其調(diào)速特點沒有很好的掌握； 第二階段：充分掌握其調(diào)速理論，受變流器本身限制，調(diào)速裝置無法實現(xiàn)； 第三階段：電力電子器件的發(fā)展促進了交流電機的應(yīng)用。 交流牽引系統(tǒng)已被世界各國公認(rèn)為近代最優(yōu)越的牽引調(diào)速系統(tǒng)，交流牽引也是今后世界各國軌道交通發(fā)展的總趨勢。7.2.1 交流牽引系統(tǒng)特點及發(fā)展概況 城市軌道交通牽引系統(tǒng)7.2.2 三相異步電機 城市軌道交通牽引系統(tǒng)一、旋轉(zhuǎn)磁場1. 旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生 W2

7、 W1V2 V1U1 U2 三相 (多相) 電流 三相 (多相) 繞組 旋轉(zhuǎn)磁場。 三相繞組7.2.2 三相異步電機 城市軌道交通牽引系統(tǒng)橫截面U1U2V1V2W2W1U1 V1 W1U2 V2 W2 流出 流入 7.2.2 三相異步電機 城市軌道交通牽引系統(tǒng)U V WU1U2V1V2W2W1i1 = Imsin ti2 = Imsin( t120O) i3 = Imsin( t120O)i1 i2 i3 t = 0O 時i1 = 0，i2 0， i3 0NSIm tOi17.2.2 三相異步電機 城市軌道交通牽引系統(tǒng)脈寬調(diào)制控制技術(shù)用于交流電傳動的變頻器實際上是變壓(Variable Vol

8、tage，簡稱VV)、變頻(Variable Frequency，簡稱VF)器，即所謂VVVF裝置。7.2.2 三相異步電機 城市軌道交通牽引系統(tǒng)t = 0O 時i1 = 0，i2 0， i30U1U2V1V2W2W1NSt = 120O 時i10，i2 = 0，i3 0U1U2V1V2W2W1NS7.2.2 三相異步電機 城市軌道交通牽引系統(tǒng)U1U2V1V2W2W1U1U2V1V2W2W1NSt = 240O 時i1 0，i20，i3 = 0t = 360O 時i1= 0，i2 0，i30NS7.2.2 三相異步電機 城市軌道交通牽引系統(tǒng)i 變化一周i 每秒鐘變化 50 周i 每分鐘變化 (5060) 周 旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)一圈旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn) 50 圈旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn) 3000 圈 2. 旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速 同步轉(zhuǎn)速n0 n0 = 3000 = 60 f1 (r / min) 同步轉(zhuǎn)速 n0 的大小怎樣改變？7.2.2 三相異步電機 城市軌道交通牽引系統(tǒng)7.2.