《機(jī)車(chē)新技術(shù)（第四版）》 課件 第六章 機(jī)車(chē)微機(jī)控制

西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系機(jī)車(chē)新技術(shù)電氣工程系電力機(jī)車(chē)專(zhuān)業(yè)專(zhuān)題講座第六章機(jī)車(chē)微機(jī)控制目錄第二章高速鐵路行車(chē)及重載運(yùn)輸?shù)谌赂咚贆C(jī)車(chē)走行部技術(shù)

第四章機(jī)車(chē)交流傳動(dòng)技術(shù)

第五章機(jī)車(chē)柴油機(jī)的優(yōu)化技術(shù)

第六章機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)

第七章機(jī)車(chē)故障與維修理論

第一章我國(guó)機(jī)車(chē)牽引動(dòng)力的發(fā)展及新型機(jī)車(chē)與動(dòng)車(chē)組簡(jiǎn)介電力機(jī)車(chē)專(zhuān)題講座

第八章列車(chē)運(yùn)行安全理論及新型行車(chē)安全設(shè)備第六章機(jī)車(chē)微機(jī)控制§6-1

機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)概述§6-2機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理與結(jié)構(gòu)§6-3機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)的輸入、輸出信號(hào)§6-4邏輯控制單元（LCU）在機(jī)車(chē)上的應(yīng)用§6-5機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)常見(jiàn)故障的分析及應(yīng)急處理電力機(jī)車(chē)專(zhuān)題講座§6-6動(dòng)車(chē)組牽引傳動(dòng)控制系統(tǒng)§6-1機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)概述一、微機(jī)控制系統(tǒng)的基本概念和特點(diǎn)

◆

微機(jī)控制系統(tǒng)三要素：控制對(duì)象、信息處理機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)電力機(jī)車(chē)專(zhuān)題講座§6-1機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)概述

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與模擬控制相比，微機(jī)控制所具有的特點(diǎn)：（1）硬件與軟件的結(jié)合（2）硬件是通用的（3）具有靈活性（4）以數(shù)字技術(shù)為主（5）功能主要由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)（6）具有記憶功能（7）微機(jī)工作具有智能型通用性、靈活性、重現(xiàn)性、可靠性和智能性電力機(jī)車(chē)專(zhuān)題講座§6-1機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)概述二、機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)◆三級(jí)分級(jí)結(jié)構(gòu)（1）人機(jī)對(duì)話(huà)級(jí)：CPU：80486，C語(yǔ)言編程。時(shí)鐘、輪徑、累計(jì)參數(shù)、監(jiān)控信號(hào)、故障記錄查詢(xún)、自檢選擇、工況參數(shù)及自檢結(jié)果顯示。（2）機(jī)車(chē)特性控制級(jí)：CPU：80C186，F(xiàn)UPLA功能塊語(yǔ)言編程。（3）變流器控制級(jí)：CPU：80C196，匯編語(yǔ)言編程，晶閘管發(fā)出脈沖控制。電力機(jī)車(chē)專(zhuān)題講座§6-1機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)概述◆微機(jī)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)（1）通用性強(qiáng)硬件通用，軟件靈活（2）可靠性高數(shù)字技術(shù)，冗余設(shè)計(jì)（3）自動(dòng)化程度高計(jì)算機(jī)邏輯判斷（4）重聯(lián)控制容易實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信，滿(mǎn)足編組方式控制要求（5）功能強(qiáng)牽引、制動(dòng)，過(guò)分相、保護(hù)和空電聯(lián)合制動(dòng)（6）故障診斷和記錄功能庫(kù)前、運(yùn)行診斷記錄，故障記錄（7）便于移植和推廣FUPLA功能塊語(yǔ)言編程。電力機(jī)車(chē)專(zhuān)題講座§6-1機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)概述

三、國(guó)內(nèi)外機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展概況

1.國(guó)外機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展概況（一）西門(mén)子（SIEMENS）1、SIBAS-16系統(tǒng)：西門(mén)子鐵路自動(dòng)化系統(tǒng)2、SIBASIC-KLIP站：外圍智能單元3、SIBAS—32（二）ABB公司MICAS系統(tǒng)—牽引控制系統(tǒng)電力機(jī)車(chē)專(zhuān)題講座§6-1機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)概述微機(jī)控制系統(tǒng)由兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的PHAI-16微機(jī)控制箱和兩組司機(jī)臺(tái)和副機(jī)臺(tái)、故障顯示器等組成。

由日本川崎重工引進(jìn)的6K型電力機(jī)車(chē)電力機(jī)車(chē)專(zhuān)題講座§6-1機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)概述2.國(guó)產(chǎn)機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展概況

國(guó)產(chǎn)交直傳動(dòng)電力機(jī)車(chē)控制系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了如下歷程：（1）有觸點(diǎn)控制:SS1型電力機(jī)車(chē)。（2）模擬控制:SS3、SS4型電力機(jī)車(chē)。（3）微機(jī)控制:SS8、SS4B、TM1、SS9、DDJ1、SS7D、SS7E等車(chē)型。國(guó)產(chǎn)電力機(jī)車(chē)的微機(jī)控制采取了參考及消化引進(jìn)技術(shù)和自主開(kāi)發(fā)的方法。以8K機(jī)車(chē)的MICAS系統(tǒng)為硬件藍(lán)本，以6K機(jī)車(chē)的PHAI-16的故障診斷技術(shù)和DF6型內(nèi)燃機(jī)車(chē)的顯示模式為基礎(chǔ)，自行開(kāi)發(fā)故障診斷和顯示功能。電力機(jī)車(chē)專(zhuān)題講座§6-2機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理與結(jié)構(gòu)一、機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)的功能、原理及構(gòu)成

電力機(jī)車(chē)控制系統(tǒng)控制列車(chē)的運(yùn)行速度輪軸空氣制動(dòng)力矩控制牽引電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩列車(chē)的加速度調(diào)節(jié)電力機(jī)車(chē)專(zhuān)題講座§6-2機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理與結(jié)構(gòu)1.牽引/制動(dòng)主電路（1）牽引工況（2）制動(dòng)工況加饋制動(dòng)電力機(jī)車(chē)專(zhuān)題講座§6-2機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理與結(jié)構(gòu)1.控制方法控制目的：恒電流起動(dòng)、準(zhǔn)恒速運(yùn)行、電機(jī)限壓電力機(jī)車(chē)專(zhuān)題講座§6-2機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理與結(jié)構(gòu)電力機(jī)車(chē)專(zhuān)題講座§6-2機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理與結(jié)構(gòu)3.機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)的構(gòu)成電力機(jī)車(chē)專(zhuān)題講座§6-2機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理與結(jié)構(gòu)電力機(jī)車(chē)專(zhuān)題講座§6-2機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理與結(jié)構(gòu)二、SS9型電力機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介1.SS9機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)的控制參數(shù)和保護(hù)參數(shù)電力機(jī)車(chē)專(zhuān)題講座§6-2機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理與結(jié)構(gòu)2.牽引控制（1）特性控制低速時(shí)的恒流控制和設(shè)定速度點(diǎn)的準(zhǔn)恒速控制（2）順控方式υ＜99kM/h

電機(jī)電壓限制值為990V；υ=119kM/h電機(jī)電壓限制值為1100V自動(dòng)超壓保護(hù)，無(wú)級(jí)磁場(chǎng)消弱電力機(jī)車(chē)專(zhuān)題講座§6-2機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理與結(jié)構(gòu)（3）粘著限制由兩段折線(xiàn)構(gòu)成。用速度=電流限制曲線(xiàn)作為粘著限制控制曲線(xiàn)。（4）對(duì)軸重轉(zhuǎn)移進(jìn)行電氣補(bǔ)償（5）對(duì)速度監(jiān)控裝置常用制動(dòng)命令的響應(yīng)：接收到列車(chē)運(yùn)行監(jiān)控記錄常用制動(dòng)命令時(shí)，封鎖觸發(fā)脈沖，取消牽引力。電力機(jī)車(chē)專(zhuān)題講座§6-2機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理與結(jié)構(gòu)3.制動(dòng)控制（1）特性控制鐵道機(jī)車(chē)車(chē)輛專(zhuān)業(yè)（2）加饋制動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)機(jī)車(chē)速度首先自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，使制動(dòng)電流沿著速度=電流曲線(xiàn)變化。當(dāng)勵(lì)磁電流達(dá)到最大后，進(jìn)入加饋制動(dòng)工況，通過(guò)調(diào)節(jié)電樞電壓來(lái)維持制動(dòng)電流。最小電樞電流：70A§6-2機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理與結(jié)構(gòu)鐵道機(jī)車(chē)車(chē)輛專(zhuān)業(yè)（3）電制動(dòng)限制特性（4）防空轉(zhuǎn)、防滑行控制軟件實(shí)現(xiàn)（5）空電聯(lián)合制動(dòng)控制以機(jī)車(chē)準(zhǔn)恒速加饋電阻制動(dòng)和DK-1型機(jī)車(chē)電空制動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)，以主手柄級(jí)位作為給定速度，根據(jù)機(jī)車(chē)速度（反饋速度）、及其它信號(hào)的相關(guān)狀態(tài)控制機(jī)車(chē)制動(dòng)機(jī)的減壓制動(dòng)和充風(fēng)緩解并對(duì)電制動(dòng)進(jìn)行干預(yù)?！?-2機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理與結(jié)構(gòu)鐵道機(jī)車(chē)車(chē)輛專(zhuān)業(yè)6.列車(chē)供電控制直流電壓870V-600V，電流：2×670A7.自動(dòng)過(guò)電分相控制8.故障轉(zhuǎn)換一個(gè)插件箱的集中控制9.交叉保護(hù)10.自檢、故障診斷、記錄和顯示（1）靜止時(shí)高低壓自檢（2）實(shí)時(shí)故障監(jiān)測(cè)（3）診斷結(jié)果評(píng)判（4）顯示、操作§6-3機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)的輸入、輸出信號(hào)鐵道機(jī)車(chē)車(chē)輛專(zhuān)業(yè)一、輸入信號(hào)

（1）司控器指令信號(hào)。O-15V電壓信號(hào)—微機(jī)柜—與速度成正比的控制電壓—牽引/制動(dòng)控制特性環(huán)節(jié)—控制目標(biāo)計(jì)算值。（2）電樞電流信號(hào)。用于特性控制、保護(hù)、顯示等功能的操作。（3）端電壓信號(hào)。作為限壓控制信號(hào)。（4）勵(lì)磁電流信號(hào)。牽引時(shí)：磁場(chǎng)消弱時(shí)的磁場(chǎng)電流反饋信號(hào)；電制動(dòng)時(shí)：電制動(dòng)的特性控制信號(hào)。（5）網(wǎng)側(cè)電壓信號(hào)。電壓互感器-25KV/100V-降壓變壓器-100/5V-微機(jī)。（6）移相同步電壓信號(hào)。同步變壓器—整流裝置。（7）主變壓器次邊繞組電流信號(hào)。過(guò)電流保護(hù)信號(hào)。§6-3機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)的輸入、輸出信號(hào)

（8）變壓器油溫信號(hào)O-15V電壓信號(hào)—微機(jī)柜—與速度成正比的控制電壓—牽引/制動(dòng)控制特性環(huán)節(jié)—控制目標(biāo)計(jì)算值。（9）機(jī)車(chē)速度信號(hào)速度信號(hào)采集。（10）機(jī)車(chē)狀態(tài)信號(hào)明確監(jiān)控對(duì)象的狀態(tài)后，才能確定其控制功能是否進(jìn)行或需要做出如何反應(yīng)?！?-3機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)的輸入、輸出信號(hào)鐵道機(jī)車(chē)車(chē)輛專(zhuān)業(yè)

二、輸出信號(hào)（1）主整流器觸發(fā)脈沖。硅整流裝置—機(jī)車(chē)工作狀態(tài)控制（牽引/制動(dòng)）。（2）司機(jī)室電壓表信號(hào)。（3）牽引電機(jī)電壓、電流信號(hào)。電制動(dòng)記錄儀—功率。（4）保護(hù)功能信號(hào)。三、其它信號(hào)

自動(dòng)過(guò)分相裝置—預(yù)備/強(qiáng)迫斷信號(hào)—LCU分主斷/合主斷信號(hào)。

RS485接口—通用屏幕顯示器?！?-4邏輯控制單元（LCU）在機(jī)車(chē)上的應(yīng)用

一、什么是LCU

在機(jī)車(chē)上使用的一種可編程邏輯控制單元。用以取代時(shí)間繼電器、中間繼電器等低壓電器和迂回線(xiàn)路，實(shí)現(xiàn)機(jī)車(chē)控制系統(tǒng)無(wú)觸點(diǎn)控制，從而提高機(jī)車(chē)電氣控制線(xiàn)路的可靠性。

LCU主要由主機(jī)板、電源板、輸入板、輸出板等組成。LCU與PLC的區(qū)別：（1）符合TB/T1394《機(jī)車(chē)動(dòng)車(chē)電子裝置》的要求。（2）PLC的工作電壓為DC24V或AC220V，直流輸出點(diǎn)的負(fù)載能力低；LCU的控制電壓為DC110V，且負(fù)載電流較大?！?-4邏輯控制單元（LCU）在機(jī)車(chē)上的應(yīng)用二、LCU的特點(diǎn)（1）LCU的核心部分采用大規(guī)模集成電路技術(shù)，外部接線(xiàn)少，可靠性高，抗干擾性能強(qiáng)、功耗低、速度快、精度高。（2）可利用軟件編程來(lái)完成控制任務(wù)。（3）LCU的硬件結(jié)構(gòu)為通用型模塊設(shè)計(jì)，組合及擴(kuò)展性強(qiáng)?！?-4邏輯控制單元（LCU）在機(jī)車(chē)上的應(yīng)用三、LCU在國(guó)產(chǎn)機(jī)車(chē)控制電路中的應(yīng)用§6-4邏輯控制單元（LCU）在機(jī)車(chē)上的應(yīng)用1.SS8型電力機(jī)車(chē)的LCU系統(tǒng)（1）運(yùn)用情況概述取代的對(duì)象：兩個(gè)電器柜內(nèi)的中間繼電器與時(shí)間繼電器；效用：取代繼電器總數(shù)為30個(gè)，繼電器觸頭80對(duì)。（2）結(jié)構(gòu)§6-4邏輯控制單元（LCU）在機(jī)車(chē)上的應(yīng)用（3）輸入和輸出

①保留信號(hào)：不能或不準(zhǔn)備被取代的的輸入信號(hào)。

◆

司機(jī)控制器、按鍵開(kāi)關(guān)組等指令電氣信號(hào)?！糁鲾嗦菲鞯妮斎胄盘?hào)、輔助觸頭、隔離開(kāi)關(guān)、兩位置轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)及接觸器輔助觸頭信號(hào)

◆特殊繼電器信號(hào)：

②

被取代繼電器的的自鎖與互鎖信號(hào)③機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)輸入過(guò)來(lái)的信號(hào)§6-4邏輯控制單元（LCU）在機(jī)車(chē)上的應(yīng)用

④輸出信號(hào)輸出單元電路：高頻調(diào)制信號(hào)—脈沖變壓器耦合—MOSFET§6-4邏輯控制單元（LCU）在機(jī)車(chē)上的應(yīng)用2.SS9型電力機(jī)車(chē)的LCU系統(tǒng)（1）結(jié)構(gòu)§6-4邏輯控制單元（LCU）在機(jī)車(chē)上的應(yīng)用

①主機(jī)板主要完成輸入點(diǎn)狀態(tài)采集、邏輯運(yùn)算、輸出點(diǎn)狀態(tài)的確定以及與司機(jī)臺(tái)顯示器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。雙機(jī)冗余設(shè)計(jì)：一臺(tái)在線(xiàn)工作，另一臺(tái)處于熱等待狀態(tài)。

RS-485標(biāo)準(zhǔn)，與顯示器進(jìn)行半雙工串行通訊

§6-4邏輯控制單元（LCU）在機(jī)車(chē)上的應(yīng)用②輸入板用于輸入數(shù)字信號(hào)?！?-4邏輯控制單元（LCU）在機(jī)車(chē)上的應(yīng)用③輸出板§6-4邏輯控制單元（LCU）在機(jī)車(chē)上的應(yīng)用§6-4邏輯控制單元（LCU）在機(jī)車(chē)上的應(yīng)用④電源板

輸入電壓：77-135V；輸出電壓：+5V/2A

±24V/2A§6-4邏輯控制單元（LCU）在機(jī)車(chē)上的應(yīng)用整備控制信號(hào)控制調(diào)速控制功能其他控制保護(hù)控制故障顯示§6-5機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)常見(jiàn)故障的分析及應(yīng)急處理一、故障分析1.電機(jī)電流不正常§6-5機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)常見(jiàn)故障的分析及應(yīng)急處理（1）原因分析

◆電機(jī)無(wú)流原因分析§6-5機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)常見(jiàn)故障的分析及應(yīng)急處理◆電流不平衡原因分析§6-5機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)常見(jiàn)故障的分析及應(yīng)急處理◆電流沖動(dòng)原因分析§6-5機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)常見(jiàn)故障的分析及應(yīng)急處理2.過(guò)載電流傳感器故障電壓傳感器故障A/D異?；虮Ｗo(hù)邏輯誤動(dòng)作跳主斷路器硅機(jī)組觸發(fā)電路故障§6-5機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)常見(jiàn)故障的分析及應(yīng)急處理3.竄車(chē)司控器手柄離開(kāi)零位就有較大電流同步信號(hào)相位反接操作端信號(hào)不唯一無(wú)電流反饋信號(hào)變流器觸發(fā)級(jí)故障§6-5機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)常見(jiàn)故障的分析及應(yīng)急處理4.勵(lì)磁電流給不上勵(lì)磁電流給不上勵(lì)磁接觸器不閉合勵(lì)磁接觸器輔助節(jié)點(diǎn)不良預(yù)備、零位不正常速度傳感器故障§6-5機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)常見(jiàn)故障的分析及應(yīng)急處理5.無(wú)加饋電流無(wú)加饋電流勵(lì)磁未達(dá)到限制值加饋橋未工作47一、CRH1動(dòng)車(chē)組牽引傳動(dòng)系統(tǒng)

CRH1動(dòng)車(chē)組

該動(dòng)車(chē)組由青島四方一龐巴迪一鮑爾鐵路運(yùn)輸設(shè)備有限公司（BSP）提供，國(guó)外合作伙伴是龐巴迪運(yùn)輸瑞典AB（BT）。BSP動(dòng)車(chē)組是以龐巴迪公司為瑞典國(guó)家鐵路和地方鐵路開(kāi)發(fā)的“Regina”動(dòng)車(chē)組為原型車(chē)經(jīng)改變?cè)O(shè)計(jì)而成的?！?-6動(dòng)車(chē)組牽引傳動(dòng)控制系統(tǒng)48CRH1列車(chē)基本單元

M3TbMc1M1Tp1Mc2M2Tp2TBU3TBU1TBU2§6-6動(dòng)車(chē)組牽引傳動(dòng)控制系統(tǒng)49牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的能量傳遞與轉(zhuǎn)換

CRH1的受電弓從接觸網(wǎng)接受25KV50Hz高壓交流電能，經(jīng)過(guò)安裝在車(chē)底架上的主變壓器降成900V50Hz交流電，降壓后的交流電經(jīng)網(wǎng)側(cè)變流器轉(zhuǎn)換成1650VDC直流電能，該直流電再由牽引逆變器轉(zhuǎn)換成可變頻率可變電壓的三相交流電送給牽引電機(jī)，將電能轉(zhuǎn)換成牽引列車(chē)的機(jī)械能?！?-6動(dòng)車(chē)組牽引傳動(dòng)控制系統(tǒng)50牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的能量傳遞與轉(zhuǎn)換過(guò)程示意圖

§6-6動(dòng)車(chē)組牽引傳動(dòng)控制系統(tǒng)51列車(chē)控制與管理系統(tǒng)TCMS

CRH1是以MITRAC通用計(jì)算機(jī)為核心的列車(chē)控制與管理系統(tǒng)TCMS（TrainControlandManagementSystem）。MITRAC計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以摩托羅拉68k微處理器為基礎(chǔ)，該系統(tǒng)的機(jī)械和電氣設(shè)計(jì)均適應(yīng)溫度范圍是-40oC～+70oC，并承受強(qiáng)烈震動(dòng)沖擊的牽引環(huán)境。MITRAC及其前身TRACS從1985年就已經(jīng)運(yùn)營(yíng)服務(wù)，并隨著新電子產(chǎn)品（如微處理器、存貯器等）的更新而不斷換代，該系統(tǒng)目前在世界各地的幾種不同車(chē)上都有使用。§6-6動(dòng)車(chē)組牽引傳動(dòng)控制系統(tǒng)52牽引傳動(dòng)及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)示意圖§6-6動(dòng)車(chē)組牽引傳動(dòng)控制系統(tǒng)53

TCMS接受司機(jī)的指令信息，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換與運(yùn)算以后發(fā)給主回路電器系統(tǒng)執(zhí)行實(shí)施能量轉(zhuǎn)換過(guò)程，控制列車(chē)運(yùn)行；TCMS還檢測(cè)列車(chē)運(yùn)行的實(shí)際狀態(tài)信息，對(duì)該狀態(tài)信息進(jìn)行處理和判斷，一方面顯示給司機(jī)、乘務(wù)人員和維護(hù)人員了解列車(chē)的運(yùn)行情況，另一方面對(duì)出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行報(bào)警和應(yīng)急處理?？梢哉f(shuō)牽引主回路是列車(chē)運(yùn)行的驅(qū)干，TCMS系統(tǒng)是列車(chē)運(yùn)行的靈魂?！?-6動(dòng)車(chē)組牽引傳動(dòng)控制系統(tǒng)54牽引傳動(dòng)系統(tǒng)主電路構(gòu)成

CRH1的牽引傳動(dòng)系統(tǒng)以列車(chē)基本單元（TBU）為基本單位，具體組成如下：

TBU1——Mc1（駕駛動(dòng)車(chē)1）-Tp1（帶弓拖車(chē)1）-M1（中間動(dòng)車(chē)1）；

TBU2——Mc2（駕駛動(dòng)車(chē)2）-Tp2（帶弓拖車(chē)2）-M1（中間動(dòng)車(chē)2）；

TBU3——M3（中間動(dòng)車(chē)3）-Tb（帶吧臺(tái)拖車(chē)）

CRH1的8輛車(chē)中包括5輛動(dòng)車(chē)(Mc1、M1、Mc2、M2、M3)和3輛拖車(chē)(Tp1、Tp2、Tb)，動(dòng)車(chē)組有兩個(gè)受電弓，分別位于Tp1和Tp2車(chē)上，正常工作時(shí)只有一個(gè)受電弓升起?！?-6動(dòng)車(chē)組牽引傳動(dòng)控制系統(tǒng)55列車(chē)控制與管理系統(tǒng)TCMS

CRH1是以MITRAC通用計(jì)算機(jī)為核心的列車(chē)控制與管理系統(tǒng)TCMS（TrainControlandManagementSystem）。MITRAC計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以摩托羅拉68k微處理器為基礎(chǔ)，該系統(tǒng)的機(jī)械和電氣設(shè)計(jì)均適應(yīng)溫度范圍是-40oC～+70oC，并承受強(qiáng)烈震動(dòng)沖擊的牽引環(huán)境。MITRAC及其前身TRACS從1985年就已經(jīng)運(yùn)營(yíng)服務(wù)，并隨著新電子產(chǎn)品（如微處理器、存貯器等）的更新而不斷換代，該系統(tǒng)目前在世界各地的幾種不同車(chē)上都有使用。

§6-6動(dòng)車(chē)組牽引傳動(dòng)控制系統(tǒng)56牽引傳動(dòng)及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)示意圖§6-6動(dòng)車(chē)組牽引傳動(dòng)控制系統(tǒng)57

TCMS接受司機(jī)的指令信息，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換與運(yùn)算以后發(fā)給主回路電器系統(tǒng)執(zhí)行實(shí)施能量轉(zhuǎn)換過(guò)程，控制列車(chē)運(yùn)行；TCMS還檢測(cè)列車(chē)運(yùn)行的實(shí)際狀態(tài)信息，對(duì)該狀態(tài)信息進(jìn)行處理和判斷，一方面顯示給司機(jī)、乘務(wù)人員和維護(hù)人員了解列車(chē)的運(yùn)行情況，另一方面對(duì)出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行報(bào)警和應(yīng)急處理。可以說(shuō)牽引主回路是列車(chē)運(yùn)行的驅(qū)干，TCMS系統(tǒng)是列車(chē)運(yùn)行的靈魂?！?-6動(dòng)車(chē)組牽引傳動(dòng)控制系統(tǒng)58牽引傳動(dòng)系統(tǒng)主電路構(gòu)成

CRH1的牽引傳動(dòng)系統(tǒng)以列車(chē)基本單元（TBU）為基本單位，具體組成如下：

TBU1——Mc1（駕駛動(dòng)車(chē)1）-Tp1（帶弓拖車(chē)1）-M1（中間動(dòng)車(chē)1）

TBU2——Mc2（駕駛動(dòng)車(chē)2）-Tp2（帶弓拖車(chē)2）-M1（中間動(dòng)車(chē)2）

TBU3——M3（中間動(dòng)車(chē)3）-Tb（帶吧臺(tái)拖車(chē)）

CRH1的8輛車(chē)中包括5輛動(dòng)車(chē)(Mc1、M1、Mc2、M2、M3)和3輛拖車(chē)(Tp1、Tp2、Tb)，動(dòng)車(chē)組有兩個(gè)受電弓，分別位于Tp1和Tp2車(chē)上，正常工作時(shí)只有一個(gè)受電弓升起。§6-6動(dòng)車(chē)組牽引傳動(dòng)控制系統(tǒng)59牽引傳動(dòng)系統(tǒng)主電路構(gòu)成CRH1的主電路框架

§6-6動(dòng)車(chē)組牽引傳動(dòng)控制系統(tǒng)60牽引傳動(dòng)系統(tǒng)主電路構(gòu)成

動(dòng)車(chē)組有三個(gè)相對(duì)獨(dú)立的主牽引系統(tǒng)均并行工作，當(dāng)一個(gè)牽引系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，可以自動(dòng)切斷故障源，列車(chē)?yán)^續(xù)運(yùn)行。五個(gè)動(dòng)車(chē)有五個(gè)變流器箱，分別位于每個(gè)動(dòng)車(chē)的底架上。網(wǎng)側(cè)變流器LCM（LineConverterModule，將高壓整流成為直流環(huán)節(jié)電壓）和電機(jī)變流器MCM（MotorConvertorModule,將直流環(huán)節(jié)電壓逆變成為頻率可變電壓可變的三相交流電供給牽引電機(jī)）都裝在變流器箱中；一個(gè)電機(jī)變流器給兩臺(tái)牽引電機(jī)并聯(lián)供電；一個(gè)變流器箱的網(wǎng)側(cè)變流器除了向兩個(gè)電機(jī)逆變器供電外，還向一個(gè)輔助逆變器和一個(gè)蓄電池充電器饋電。§6-6動(dòng)車(chē)組牽引傳動(dòng)控制系統(tǒng)61TBU1單元的牽引電路框圖§6-6動(dòng)車(chē)組牽引傳動(dòng)控制系統(tǒng)62二、CRH2動(dòng)車(chē)組牽引傳動(dòng)系統(tǒng)CRH2(四方/川崎動(dòng)車(chē)組)

該動(dòng)車(chē)組由南車(chē)四方機(jī)車(chē)車(chē)輛股份有限公司與國(guó)外合作伙伴川崎重工提供。四方動(dòng)車(chē)組是以日本新干線(xiàn)E2－1000型動(dòng)車(chē)組為原型車(chē)經(jīng)改變?cè)O(shè)計(jì)而成的。動(dòng)車(chē)組采用8輛編組，4動(dòng)4拖，由兩個(gè)動(dòng)力單元組成。每個(gè)動(dòng)力單元由2個(gè)動(dòng)車(chē)和2個(gè)拖車(chē)（T-M–M-T）組成。§6-6動(dòng)車(chē)組牽引傳動(dòng)控制系統(tǒng)63CRH2編組結(jié)構(gòu)圖§6-6動(dòng)車(chē)組牽引傳動(dòng)控制系統(tǒng)641、CRH2動(dòng)車(chē)組牽引系統(tǒng)的組成

牽引電路系統(tǒng)以M1車(chē)、M2車(chē)的2輛為1個(gè)單元為基礎(chǔ)。電源由接觸網(wǎng)通過(guò)受電弓從單相交流25kV、50Hz的接觸網(wǎng)電壓來(lái)獲得，通過(guò)VCB與牽引變壓器的1次側(cè)繞組連接。牽引電路開(kāi)閉由VCB來(lái)實(shí)施。牽引變壓器2次繞組側(cè)設(shè)有2個(gè)線(xiàn)圈，1次側(cè)的電壓為25kV時(shí)，2次側(cè)繞組電壓則為1500V

。牽引電路的基本單元裝置由1臺(tái)牽引變壓器—2臺(tái)主變流裝置（C/I）—8臺(tái)牽引電機(jī)構(gòu)成。由1臺(tái)主變流裝置控制4臺(tái)牽引電機(jī)，在牽引時(shí)向牽引電機(jī)提供電力、在制動(dòng)時(shí)進(jìn)行電力再生控制。此外，還具有保護(hù)功能?！?-6動(dòng)車(chē)組牽引傳動(dòng)控制系統(tǒng)65牽引系統(tǒng)的組成：§6-6動(dòng)車(chē)組牽引傳動(dòng)控制系統(tǒng)66牽引主電路：

由4號(hào)車(chē)或者6號(hào)車(chē)的受電弓受電，通過(guò)車(chē)頂上的特高壓導(dǎo)線(xiàn)，經(jīng)由VCB后被送到2號(hào)車(chē)或者6號(hào)車(chē)的主變壓器。車(chē)頂上安裝有保護(hù)接地裝置（EGS），運(yùn)行中，需要緊急讓變電所區(qū)間內(nèi)的所有車(chē)輛停車(chē)時(shí)，讓其動(dòng)作，使架線(xiàn)接地短路。EGS的操作必須按照鐵道部的規(guī)定執(zhí)行?！?-6動(dòng)車(chē)組牽引傳動(dòng)控制系統(tǒng)67牽引主電路：§6-6動(dòng)車(chē)組牽引傳動(dòng)控制系統(tǒng)68CRH2牽引傳動(dòng)系統(tǒng)基本組成

高壓電器設(shè)備主要作用是完成從接觸網(wǎng)到牽引變壓器的供電。主要包括：受電弓、主斷路器、避雷器、電流互感器、接地保護(hù)開(kāi)關(guān)等。

DSA250型受電弓——該受電弓為單臂型結(jié)構(gòu)，額定電壓/電流為25kV/1000A，接觸壓力70±5N,弓頭寬度約1950mm，具有自動(dòng)降弓功能，適應(yīng)接觸網(wǎng)高度為5300～6500mm，列車(chē)運(yùn)行速度250km/h。

CB201C-G3型主斷路器——主斷路器為真空型，額定開(kāi)斷容量為100MVA，額定電流AC200A，額定斷路電流3400A，額定開(kāi)斷時(shí)間小于0.06s，采用電磁控制空氣操作。

LA204或LA205型避雷器——額定電壓為AC42kV，動(dòng)作電壓為AC57kV以下，限制電壓為107kV。

TH-2型高壓電流互感器——變流比為200/5A，用于檢測(cè)牽引變壓器原邊電流值。

SH2052C型接地保護(hù)開(kāi)關(guān)——額定瞬時(shí)電流為6000A（15周），電磁控制空氣操作，具有安全連鎖?！?-6動(dòng)車(chē)組牽引傳動(dòng)控制系統(tǒng)69

牽引變壓器

TM210型牽引變壓器，一個(gè)基本動(dòng)力單元1個(gè)，全列共計(jì)2個(gè)。采用殼式結(jié)構(gòu)、車(chē)體下吊掛、油循環(huán)強(qiáng)迫風(fēng)冷方式。具有1個(gè)原邊繞組（25kV，3060kVA）、2個(gè)牽引繞組（1500V，2×1285kVA），一個(gè)輔助繞組（400V，490kVA）。

§6-6動(dòng)車(chē)組牽引傳動(dòng)控制系統(tǒng)70

牽引變流器

CI11型牽引變流器，一個(gè)基本動(dòng)力單元2個(gè)，全列共計(jì)4個(gè)。采用車(chē)下吊掛、液體沸騰冷卻方式。主電路結(jié)構(gòu)為電壓型3電平式，由脈沖整流器、中間直流電路、逆變器構(gòu)成，不設(shè)2次諧振濾波裝置和網(wǎng)側(cè)諧波濾波器，采用PWM方式控制。中間直流電壓為2600V～3000V（隨起牽引電機(jī)輸出功率進(jìn)行調(diào)整）。牽引逆變器輸出電壓0~2300V，頻率0～220Hz可控的三相交流電供給異步牽引電動(dòng)機(jī)。

1個(gè)牽引變流器采用矢量控制原理控制4臺(tái)并聯(lián)的牽引電機(jī)。

§6-6動(dòng)車(chē)組牽引傳動(dòng)控制系統(tǒng)71

牽引電機(jī)

MT205型牽引電機(jī)，每節(jié)動(dòng)力車(chē)4個(gè)（并聯(lián)），一個(gè)基本動(dòng)力單元8個(gè)，全列共計(jì)16個(gè)。牽引電機(jī)為4極三相鼠籠式異步電機(jī)，采用架懸、強(qiáng)迫風(fēng)冷方式，通過(guò)彈