項(xiàng)目十 城市軌道交通車輛控制電路系統(tǒng)檢修

城市軌道交通車輛檢修項(xiàng)目十城市軌道交通車輛控制電路系統(tǒng)檢修

目錄控制電路系統(tǒng)概述1控制電路系統(tǒng)設(shè)備2控制電路系統(tǒng)設(shè)備檢修31任務(wù)一控制電路系統(tǒng)概述Part一、控制電路系統(tǒng)的作用城軌車輛控制系統(tǒng)是列車和外圍系統(tǒng)的接口，都通過(guò)無(wú)線方式與地面聯(lián)網(wǎng)，以滿足整個(gè)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)調(diào)控和旅信息服務(wù)的要求。城市軌道交通車輛上的各個(gè)設(shè)備，通過(guò)機(jī)械、電氣、電磁、網(wǎng)絡(luò)等聯(lián)系，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，通過(guò)駕駛員操縱實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行的控制，而對(duì)于裝置有列車自動(dòng)控制(ATC)系統(tǒng)的電動(dòng)列車，還可實(shí)現(xiàn)城市軌道交通系統(tǒng)的列車自動(dòng)駕駛（ATO）、列車自動(dòng)保護(hù)(ATP)、列車自動(dòng)監(jiān)控（ATS）、列車通信控制(TCC）等全自動(dòng)控制。城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要由主牽引傳動(dòng)系統(tǒng)、牽引與制動(dòng)控制系統(tǒng)、輔助供電系統(tǒng)和車門控制系統(tǒng)組成。一、控制電路系統(tǒng)的作用城市軌道交通車輛控制原理示意圖城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)組成框圖一、控制電路系統(tǒng)的作用輔助供電系統(tǒng)為城軌車輛提供輔助供電，其主要為下列系統(tǒng)提供電源：為主傳動(dòng)系統(tǒng)提供通風(fēng)冷卻中壓電源和控制通信低壓電源；為制動(dòng)系統(tǒng)的空氣壓縮機(jī)提供中壓電源和控制通信低壓電源；為全車提供客室正常照明、應(yīng)急照明；為空調(diào)系統(tǒng)提供中壓電源和控制通信低壓電源；為列車的自動(dòng)控制系統(tǒng)、通信及列車綜合管理系統(tǒng)提供低壓電源。牽引/制動(dòng)控制系統(tǒng)是列車實(shí)現(xiàn)牽引和制動(dòng)控制相關(guān)功能的控制電路系統(tǒng)，通過(guò)電氣、器件的組合實(shí)現(xiàn)一定的邏輯功能。通過(guò)單元模塊的控制程序運(yùn)算，再經(jīng)列車通信控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)響應(yīng)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)列車的有效控制。車門控制系統(tǒng)關(guān)系到城市軌道交通車輛的運(yùn)營(yíng)安全。車門是乘客乘降必須接觸的車輛部件，關(guān)系到乘客的人身安全。因此在城市軌道交通車輛中，將客室車門的狀態(tài)直接與列車的運(yùn)行狀態(tài)相關(guān)聯(lián)，通過(guò)列車信息顯示系統(tǒng)，告知和提醒駕駛員所有乘客車門的狀態(tài)，從而保證行車的安全。二、控制系統(tǒng)工作原理在軌道交通運(yùn)輸中，采用電動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)來(lái)滿足車輛牽引的電氣部分，稱為電力牽引傳動(dòng)控制系統(tǒng)。城軌車輛的控制實(shí)際上是對(duì)牽引電機(jī)的控制。利用電機(jī)的可逆性原理完成車輛牽引和電制動(dòng)工況的控制。城市軌道交通車輛單元車的總體控制2任務(wù)二控制電路系統(tǒng)設(shè)備Part一、駕駛控制器城軌車輛駕駛控制器是操縱控制電路的主令電器。通過(guò)控制城軌車輛控制電路中的電器來(lái)間接控制主電路和輔助電路中的電氣設(shè)備，達(dá)到安全又方便控制城軌車輛啟動(dòng)、調(diào)速、轉(zhuǎn)換運(yùn)行方向和電氣制動(dòng)的目的。城軌車輛駕駛控制器為凸輪觸點(diǎn)式控制器，安裝在司機(jī)操縱臺(tái)上，其結(jié)構(gòu)組成如圖10-4所示，有主控制手柄、方式一方向手柄、主控器鑰匙、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)組、凸輪組、警惕開(kāi)關(guān)等，而板操作部分有主控制手柄、方式/方向手柄、主控器鑰匙。1—主控制手柄2—方式／方向手柄3—轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)組4—凸輪組5—警惕開(kāi)關(guān)一、駕駛控制器1.主控制手柄主控制手柄有“0”位、“牽引”位、“制動(dòng)”位、“緊急制動(dòng)”位四個(gè)位置。（1）“0”位—機(jī)械零位；（2）“牽引”位—向前推動(dòng)手柄（遠(yuǎn)離駕駛員），牽引給定值可無(wú)級(jí)輸入，最前端位置為“100％牽引位”；（3）“制動(dòng)”位—向內(nèi)拉動(dòng)手柄（拉向駕駛員），制動(dòng)給定值可無(wú)級(jí)輸入，在“100％制動(dòng)位”有一阻滯，最里端位置為“緊急（快速）制動(dòng)位”，快速制動(dòng)位帶有限位凹槽。一、駕駛控制器2.方式／方向手柄方式/方向手柄用于選擇駕駛方向。它有“向前”“0”“后退”三個(gè)位置。運(yùn)行方向必須在車輛運(yùn)行前選擇，并且到下一站前停車保持有效。（1）“ATC列車自動(dòng)控制”位—通過(guò)系統(tǒng)操作或手動(dòng)控制向前運(yùn)行。在制動(dòng)位上通過(guò)操作主控制手柄，可擺脫”ATC”的指令進(jìn)行制動(dòng)；（2）“0”位置——沒(méi)有駕駛模式時(shí)被激活。（3）“后退”位置——人工倒車模式。方式/方向手柄與主控制手柄間存在機(jī)械聯(lián)鎖。只有當(dāng)主控制手柄在“0”位，方式/方向手柄才能進(jìn)行向前或向后位置轉(zhuǎn)換。只有選擇好方向，即方式/方向手柄在非“0”位，主控制手柄才可進(jìn)行牽引或制動(dòng)操作。一旦方式/方向手柄在非允許情況下改變了方向手柄的位置，則系統(tǒng)自動(dòng)起動(dòng)緊急制動(dòng)。一、駕駛控制器3.主控器鑰匙主控器鑰匙用于激活駕駛臺(tái)，位于駕駛控制器的右上角，有0、1兩個(gè)位置。“0”位置——關(guān)閉位置，只能在此位置取出或插人鑰匙。主控器鑰匙置于“0”位時(shí)，主控器手柄和方式/方向手柄均被鎖死，不能對(duì)其進(jìn)行操作且都處于“0”位。非“0”位置——激活駕駛臺(tái)。駕駛員可進(jìn)一步操作其他開(kāi)關(guān)激活車輛。一旦主控制手柄和方式/方向手柄處于非“0”位，則主控器鑰匙就會(huì)被鎖死不能回零位。只有當(dāng)主控制手柄和方式/方向手柄處于雙“0”位時(shí)，主控器鑰匙開(kāi)關(guān)才能從“1”位移回“0”位。4.警惕開(kāi)關(guān)警惕開(kāi)關(guān)是位于主控制手柄上端的兩個(gè)半圓頭開(kāi)關(guān)。正常工作時(shí)，駛員必須用大拇指將兩個(gè)半圓合攏，只有停車時(shí)才放開(kāi)。人工駕駛時(shí)只有按下警惕開(kāi)關(guān)，操縱主控制手柄，列車才能起動(dòng)。若松開(kāi)警惕開(kāi)3s（在彈簧力作用下兩個(gè)半圓頭分開(kāi)），列車立即進(jìn)入緊急制動(dòng)狀態(tài)。5.電位器在主控制手柄底部連接一電位器，當(dāng)主控制手柄由“0”位移向“牽引”或“制動(dòng)”位時(shí)，輸出0-20mA電流的駕駛員指令給控制電路。二、繼電器繼電器是一種根據(jù)外界輸入信號(hào)（電量或非電量）的變化，接通或斷開(kāi)小電流電路，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和保護(hù)功能的電器，繼電器的分類方法有很多，按工作原理可分為電磁繼電器、感應(yīng)繼電器、熱繼電器等；按輸入信號(hào)性質(zhì)可分為電流繼電器、電壓繼電器、壓力繼電器等；按輸出方式可分為有觸點(diǎn)式繼電器和無(wú)觸點(diǎn)式繼電器電氣設(shè)備柜中的繼電器二、繼電器1.結(jié)構(gòu)原理以電磁式繼電器為例，城軌車輛上應(yīng)用的電流繼電器、中間繼電器和電壓繼電器均屬于電磁式繼電器。電磁式繼電器的電磁機(jī)構(gòu)就是測(cè)量機(jī)構(gòu)，當(dāng)輸入量達(dá)到其動(dòng)作參數(shù)要求時(shí)，就將轉(zhuǎn)換為銜鐵的吸合動(dòng)作。它的觸點(diǎn)是執(zhí)行結(jié)構(gòu)，當(dāng)輸入量達(dá)到動(dòng)作參數(shù)要求時(shí)，它由原來(lái)的開(kāi)斷狀態(tài)轉(zhuǎn)變成閉合狀態(tài)，并接通被其控制的電路，從而得到一個(gè)輸出電壓。當(dāng)輸入量由零增加到一定值（動(dòng)作參數(shù)）時(shí)，銜鐵被吸合，使觸點(diǎn)閉合，接通被控電路，在輸出端有電壓輸出，即輸出量由零躍變到最大值。銜鐵吸合后，如果將輸入量減小到一定值（釋放參數(shù)）時(shí)，反作用力大于電磁吸力，銜鐵釋放，觸頭開(kāi)斷，被控電路也斷開(kāi)，輸出量由最大值下降到零。當(dāng)輸入量繼續(xù)減小時(shí)，輸出量維持為零值。二、繼電器2.技術(shù)參數(shù)繼電器的主要技術(shù)參數(shù)有：額定值、動(dòng)作值、返回值、線圈消耗功率、觸點(diǎn)接觸電阻、絕緣電阻、觸點(diǎn)負(fù)荷和壽命等。（1）額定值：指輸入量的額定值及輸出量的額定值。如額定電壓、電流、額定氣壓等。（2）動(dòng)作值：能使接點(diǎn)閉合的輸人物理量中的最小值。有時(shí)也稱整定值。（3）返回值：能使接點(diǎn)打開(kāi)的輸人物理量中的最大值。需要注意的是銜鐵的釋放值不一定是繼電器的返回值（如常閉接點(diǎn)）。（4）返回系數(shù)：繼電器的返回值Xfh與動(dòng)作值Xdz之比，稱為返回系數(shù)，用Kfh表示，即返回系數(shù)是繼電器的重要參數(shù)之一．對(duì)繼電器來(lái)說(shuō)一般Kfh＜l，Kfh越接近于1，繼電器動(dòng)作越靈敏，但抗干擾能力就差，所以返回系數(shù)也不完全是越高越好，對(duì)控制繼電器來(lái)說(shuō)，返回系數(shù)要求不高，對(duì)保護(hù)繼電器要求有較高的返回系數(shù)。（5）動(dòng)作值的調(diào)整繼電器的動(dòng)作值（或返回值）的調(diào)整，也稱繼電器參數(shù)的整定。對(duì)電磁繼電器的整定，可通過(guò)改變反力彈簧和工作氣隙來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)電子繼電器來(lái)說(shuō)，可改變比較環(huán)節(jié)的電位器的阻值等來(lái)實(shí)現(xiàn)。二、繼電器3.瞬動(dòng)中間繼電器D-U200系列瞬動(dòng)中間繼電器接線圖型號(hào)額定電壓最小電壓保持電壓最大電壓線圈電阻線圈額定電流D-U204110VDC77VDC11VDC137.5VDC5830Ω18.9mA額定功耗2.22W額定電壓下的感應(yīng)系數(shù)L/R11ms加電

8ms放電吸合時(shí)間20ms釋放時(shí)間18ms常開(kāi)觸點(diǎn)彈跳時(shí)間4ms常閉觸點(diǎn)彈跳時(shí)間8ms二、繼電器表10-2中間繼電器觸點(diǎn)參數(shù)最大工作電流16A(200A,10ms)最大觸點(diǎn)電流10A(AC1;IEC947)最大開(kāi)斷電壓250VDC,440VAC最小開(kāi)斷電壓12V,10mA最大接觸電阻15mΩ最大切斷容量110V10A直流(L/R≤15ms)230V10A交流(cosphi≥0.7)接觸間隙0.8ms斷開(kāi)接點(diǎn)之間的絕緣2.5KV;50Hz;1min接觸力＞200mN額定電流根據(jù)IEC947（AC1），6AmpsAC電阻性規(guī)定的分?jǐn)嗳萘考皦勖?4VDC1AmpL/R=0ms電氣壽命:550萬(wàn)次110VDC0.5AmpL/R=40ms電氣壽命:100萬(wàn)次220V，50Hz1AmpPF=1電氣壽命:350萬(wàn)次二、繼電器絕緣強(qiáng)度4KV,50Hz,1min極-極IEC255-5

2.5KV,50Hz,1min觸點(diǎn)-線圈IEC77絕緣等級(jí)C級(jí)，380V，50Hz/450VDC，IEC255-5耐壓脈沖5KV(1.2/50ms)振動(dòng)10-150Hz時(shí)為2gIEC571-1

50Hz時(shí)為5gIEC77沖擊50Hz時(shí)為5gIEC77機(jī)械壽命30×106次最大開(kāi)關(guān)頻度1200次/小時(shí)重量125g最高環(huán)境溫度+70℃最低環(huán)境溫度-40℃濕度90﹪，允許短暫冷凝防護(hù)等級(jí)IP50二、繼電器B400系列瞬動(dòng)繼電器原理圖和插針圖二、繼電器表10-4中間繼電器線圈數(shù)據(jù)繼電器型號(hào)額定電壓電壓范圍額定功率保持電壓開(kāi)脫電壓線圈電阻B400115EG115VDC77-144VDC3.5W6011.54000Ω表10-6中間繼電器主要數(shù)據(jù)絕緣強(qiáng)度2000VAC,1min接點(diǎn)-接點(diǎn)2600VAC,1min接點(diǎn)線圈-底座絕緣電阻1000MΩ(500VDC時(shí))重量450g最高環(huán)境溫度+80℃最低環(huán)境溫度-40℃濕度93﹪RH，40℃，4天鹽霧5﹪的NaCl,35℃，4天二、繼電器額定電流12A，10A(電阻性)接點(diǎn)電阻初始5A時(shí)最大為10mΩ

最終10A時(shí)最大為40mΩ分?jǐn)嗄芰皦勖?2Amps電阻性）72VDC時(shí)3A,L/R=0ms電氣壽命：5，000，000次

110VDC時(shí)1A,L/R=30ms電氣壽命：2，500，000次

220VAC,50Hz時(shí)3A,PF=1電氣壽命：500，000次最小接點(diǎn)導(dǎo)通性24VDC時(shí)為20Ma接點(diǎn)閉合時(shí)間常開(kāi)閉合時(shí)間＜55ms

常閉閉合時(shí)間＜50ms接點(diǎn)開(kāi)啟時(shí)間常開(kāi)開(kāi)啟時(shí)間＜15ms

常閉開(kāi)啟時(shí)間＜25ms中間繼電器觸點(diǎn)參數(shù)三、速度傳感器傳感器是一種測(cè)量裝置，它能感受相應(yīng)的被測(cè)量，并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出量（電量），以滿足信息的傳輸、處理、儲(chǔ)存、記錄、顯示和控制要求。速度傳感器安裝位置三、速度傳感器1.速度傳感器的結(jié)構(gòu)與工作原理磁電式傳感器主要用于城軌車輛的速度檢測(cè)。傳感器的原理如圖10-9所示。磁電式傳感器的基本原理是利用電磁感應(yīng)原理，將輸入機(jī)械位移轉(zhuǎn)換成線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)輸出，它不需要外加電源。速度傳感器原理三、速度傳感器永久磁鐵、感應(yīng)線圈和外殼固定不動(dòng)，齒輪安裝在輪對(duì)軸端隨輪軸一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)齒輪隨輪軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，齒輪與軟磁鐵軛之間的氣隙隨之變化，從而導(dǎo)致氣隙磁阻和穿過(guò)氣隙的主磁通變化，在線圈中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)。設(shè)每轉(zhuǎn)一圈傳感器發(fā)出110個(gè)脈沖，其頻率為：式中n—轉(zhuǎn)速，單位為r/min；N—齒數(shù)，N=110。脈沖速度信號(hào)經(jīng)脈沖整形放大后輸出整齊的矩形波信號(hào)，并將此信號(hào)送到計(jì)數(shù)器，把頻率轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)速。速度傳感器主要包括脈沖發(fā)生器、磁輪、密封件和外蓋。速度傳感器的磁輪使用螺釘固定在軸箱端蓋上。帶有電纜接線的脈沖發(fā)生器安裝在速度傳感器的蓋上，脈沖發(fā)生器與磁輪之間存在小氣隙，要求氣隙范圍在0.4-1.4mm之間。3任務(wù)三控制電路系統(tǒng)設(shè)備檢修Part一、駕駛控制器檢修（1）檢查凸輪外表是否有磨損痕跡，如有就更換。對(duì)轉(zhuǎn)軸經(jīng)常進(jìn)行清潔和潤(rùn)滑，表面應(yīng)經(jīng)常擦拭。（2）檢查轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，測(cè)量轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)阻值是否正常，大修中應(yīng)更換所有的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。（3）檢查電位器工作情況，電位器電阻阻值在整個(gè)工作范圍內(nèi)變化應(yīng)該是平滑的，對(duì)于阻值變化有跳動(dòng)的電位器應(yīng)予以更換，在大修中應(yīng)更換電位器。（4）主接觸器組裝完成后，應(yīng)檢查各部件的聯(lián)鎖功能。同時(shí)還應(yīng)檢查在不同工作模式下相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)工作是否正常。二、繼電