《城市軌道交通車輛電氣設備》課件 項目1、2 城市軌道交通車輛低壓電器、牽引系統(tǒng)電器認知

城市軌道交通車輛電氣設備城市軌道交通車輛低壓電器項目一1城軌車輛電器基礎理論認知2接觸器認知3繼電器認知4主令電器認知目錄Contents城軌車輛電器基礎理論認知1城軌車輛基礎理論認知電器的定義：根據(jù)外界特定信號，自動或手動地接通或斷開電路，對電路或非電對象起開關、控制、保護與檢測作用的電工設備。電氣的定義：是電能的生產、傳輸、分配、使用和電工裝備制造等學科或工程領域的統(tǒng)稱，涵蓋電能的轉換、利用和研究三方面，包括基礎理論、應用技術、設施設備等。城軌車輛基礎理論認知一、車輛電器的基本結構執(zhí)行機構（觸頭系統(tǒng)）感應結構（電磁機構）滅弧機構屬于低壓電器不設有滅弧機構（保護機構）城軌車輛基礎理論認知二、車輛電器的分類1.按過接入的電路分：主電路電器、輔助電路電器、控制電路電器2.按用途分：控制電器、保護電器、檢測電器3.按傳動方式分：手動電器、電空傳動電器、電磁傳動電器4.按執(zhí)行機構分：有觸點電器、無觸點電器5.按電壓高低分：高壓電器：用于交流電壓1200V、直流電壓1500V及以上電路中的電器。用于交流60Hz，額定電壓為1200V以下；低壓電器：直流額定電壓1500V及以下的電路中的電器。6.按電流種類分：直流電器、交流電器城軌車輛基礎理論認知三、車輛電器的主要技術參數(shù)1.額定電壓：在規(guī)定條件下，保證電器正常工作的電壓值。2.額定電流：在規(guī)定條件下，保證電器正常工作的電流值。3.額定發(fā)熱電流：在規(guī)定條件下，電器各零部件溫升不超過極限值時所能承受的最大電流值。4.額定持續(xù)電流：在規(guī)定條件下，電器在長期工作中，各零部件溫升不超過規(guī)定極限值時所能承受的最大電流值。5.機械壽命：在無負載操作條件下，電器打開或閉合而無零部件損壞的極限動作次數(shù)。6.電氣壽命：額定負載時，在規(guī)定的條件下，電器打開或閉合而無零部件損壞的極限動作次數(shù)。城軌車輛基礎理論認知1.觸頭的分類按工作情況分：（1）有載開閉觸頭：觸頭的分斷、閉合過程中允許有電流通過。（2）無載開閉觸頭：觸頭在分斷電路過程中不允許有電流通過，在接通后才允許電流通過。因為無電分斷不產生電弧，所以有利于觸頭的工作，可延長觸頭的使用壽命按觸點在電路中的用途分：（1）主觸頭：用來接通或斷開主要工作電路，如地鐵車輛的主電路和輔助電路。（2）輔助觸頭：通常用在小電流的控制電路中，用以控制其他分支電路，實現(xiàn)地鐵車輛所要求的某種電氣聯(lián)鎖作用。輔助觸頭又稱為聯(lián)鎖觸頭，有常開聯(lián)鎖觸頭和常閉觸頭。四、觸頭城軌車輛基礎理論認知按工作狀態(tài)分：（1）常開觸頭：電器線圈無電時，觸頭處于斷開狀態(tài)；電器線圈有電時，觸頭處于閉合狀態(tài)。（2）常閉觸頭：電器線圈無電時，觸頭處于閉合狀態(tài)；電器線圈有電時，觸頭處于斷開狀態(tài)。城軌車輛基礎理論認知按結構形式分：（1）指形觸頭：形狀像大拇指。（2）橋式觸頭：形狀像橋。按接觸形式分：（1）點接觸：點與點的接觸或點與面的接觸，如繼電器觸頭和接觸器的聯(lián)鎖觸頭。適用于電流在10A以下的場合，一般用于控制電路。特點：接觸面積小，散熱條件差，接觸電阻較大。（2）線接觸：圓柱與圓柱的接觸或圓柱與平面的接觸，如接觸器、自動開關及高壓電器的主觸頭。適用于電流在幾十安培至幾百安培的場合。特點：接觸面積與接觸壓力均適中。（3）面接觸：平面與平面的接觸，如大容量的閘刀開關等。適用于電流較大的場合。特點：接觸面積與接觸壓力均較大。城軌車輛基礎理論認知3.對觸頭的基本要求根據(jù)觸頭的工作特點，為確保電器可靠工作，有足夠的使用壽命，對觸頭必須有較高的要求。（1）動、靜觸頭要可靠接觸，接觸電阻要小。（2）有足夠的電動穩(wěn)定性與熱穩(wěn)定性。（3）導電性好。（4）結構簡單、緊湊，動作靈敏、準確。（5）耐磨損。（6）連續(xù)工作時，不應超過規(guī)定的允許溫升?？傊?，觸頭要能經受周圍介質的影響，具有良好的工作性能，滿足電路對它的要求。城軌車輛基礎理論認知4.觸頭的主要參數(shù)觸頭的參數(shù)主要有開距、超程、壓力和研距。下面以線接觸觸頭為例說明觸頭的主要參數(shù)。（1）開距S觸頭的開距是指觸頭處于斷開位置時，動、靜觸頭之間的最小距離。（2）超程y觸頭的超程是指觸頭閉合后，如果將靜觸頭移出，動觸頭能繼續(xù)向前移動的一段距離。（3）壓力觸頭壓力是指兩觸頭閉合后，其接觸處所具有的壓力。城軌車輛基礎理論認知（4）研磨過程及研距如圖所示，一般線接觸觸頭的動、靜觸頭開始接觸時，其接觸線在a點處。觸頭閉合過程中，接觸線逐漸移動，最后停在b點處，以導通工作電流。由于動觸頭ab和靜觸頭上a’b’長度不一樣，因此，在動、靜觸頭接觸過程中，不僅有相對滾動，而且有相對滑動。城軌車輛基礎理論認知5.觸頭的工作情況（1）觸頭的閉合過程觸頭在閉合過程中會因碰撞而產生機械振動，這個過程需要解決的機械振動，從而減小觸頭的磨損，避免觸頭熔焊。（2）觸頭處于閉合狀態(tài)觸頭處于閉合狀態(tài)時的主要任務是保證規(guī)定的電流能通過，且觸頭值。此時需解決的主要問題是控制觸頭的發(fā)熱，提高熱穩(wěn)定性和電動穩(wěn)熱是由接觸電阻引起的，所以應設法減小接觸電阻。（3）觸頭的分斷過程觸頭的分斷過程是觸頭最復雜的工作過程。當觸頭分斷電路時，一生電弧，這個過程需要解決的主要問題是熄滅電弧，減小由電弧而產生。（4）觸頭處于斷開狀態(tài)觸頭處于斷開狀態(tài)時，必須有足夠的開距，以保證可靠地熄滅電弧和分斷電路。城軌車輛基礎理論認知本章主要介紹城市軌道交通車輛電器中常用的傳動裝置，例如電磁式傳動裝置和電空式傳動裝置。它們是有觸點電器用來驅使觸頭按規(guī)定進行動作的機構。電磁式傳動裝置又被稱為電磁鐵，是各種電磁式電器的感測部分。它的主要作用是將電磁能轉換為機械能，使觸頭動作，完成接通和分斷電路的任務。電空式傳動裝置是以電磁閥控制的壓縮空氣作為動力，驅使觸頭動作。五、傳動裝置城軌車輛基礎理論認知1.電磁傳動裝置的主要組成及工作原理（1）主要組成電磁傳動裝置是有觸點電器的主要部件，主要由吸引線圈和磁系統(tǒng)兩部分組成。吸引線圈是電磁傳動裝置產生磁通的核心部件，磁系統(tǒng)由鐵心（又稱靜鐵心）、銜鐵（又稱動鐵心）和磁軛組成，以實現(xiàn)能量轉換。拍合式電磁傳動裝置的結構如圖所示，其結構包括線圈、靜鐵心、銜鐵、反力彈簧、極靴、止擋（調節(jié)螺釘）、銜鐵與極靴之間的工作氣隙。城軌車輛基礎理論認知2.電磁傳動裝置的分類不同電磁傳動裝置的組成及原理基本相同，但由于具體用途不同，電磁傳動裝置也有不同的形式。（1）接吸引線圈的供電形式分①直流電磁鐵：直流電使電磁力、主磁通不變化，故可將導磁部分做成整體。②交流電磁鐵：交流電會引起電磁力和主磁通的變化，所以有渦流、磁滯損耗，故多用疊片式。城軌車輛基礎理論認知（2）接銜鐵的運動方式分

①直動式電磁鐵：銜鐵做直線運動。②轉動式電磁鐵：銜鐵做旋轉運動。拍合式電磁鐵就屬于轉動式電磁鐵。（3）按電磁鐵的結構分①E形或U形電磁鐵。②螺管形電磁鐵。城軌車輛基礎理論認知

由電磁傳動裝置的吸力特性可知，電磁吸力隨氣隙的增加而下降，因此在需要長行程、大傳動力的場合，用電磁傳動裝置就不適宜了。而電空傳動裝置卻能將較大的力傳遞較遠，而且城軌車輛上有現(xiàn)成的壓縮空氣氣源。所以，在城軌車輛上還采用了許多電空傳動的電器設備。此外，與電磁傳動裝置相比，采用電空傳動時，有色金屬的消耗及動作時的控制電源功率都可大為減少。城軌車輛基礎理論認知電空傳動裝置是一種以電磁閥(電空閥)控制的壓縮空氣作為動力，驅使觸頭按規(guī)定動作的執(zhí)行機構。它主要由電空閥和壓縮空氣驅動裝置組成。城軌車輛基礎理論認知3.電磁閥電磁閥是借助電磁吸力來控制壓縮空氣管路的導通或關斷，從而達到遠距離控制氣動器械的目的。電磁閥相當于一個氣路開關，控制電磁閥即可控制氣缸工作。城軌車輛基礎理論認知電磁閥目前已經成為比較重要的車輛電器，應用較為廣泛，例如，在城市軌道交通車輛的制動系統(tǒng)、車門系統(tǒng)、空調系統(tǒng)中大量采用了各種電磁。對車門而言，電磁閥通過電磁力來控制驅動氣缸壓縮空氣的多少，從而達到調節(jié)開門速度、關門速度以及開門緩沖和關門緩沖的目的。電磁閥類型較多，但其結構相似，均由電磁機構和氣閥兩部分構成，工作原理也基本相同。按電磁鐵的形式可將電磁閥分為拍合式和螺管式。螺管式電磁閥按作用原理又可分為開式閥和閉式閥。城軌車輛基礎理論認知（1）螺管式電磁閥

閉式電磁閥是線圈無電時，壓縮空氣氣源與傳動氣缸間被阻斷的閥，其結構為上下布置。工作原理：線圈未通電，在彈簧及壓縮空氣作用下，下閥門關，上閥門開，壓縮空氣不能進入傳動氣缸，此時傳動氣缸與大氣相通當線圈通電后，在電磁吸力的作用下銜鐵帶動芯桿下移使上閥門關閉，下閥門打開，此時傳動氣缸與大氣間的通路被截斷，打開了氣源與傳動氣缸間的通路，壓縮空氣可進入傳動氣缸。城軌車輛基礎理論認知2.壓縮空氣驅動裝置壓縮空氣驅動裝置有兩種：氣缸式傳動裝置薄膜式傳動裝置城軌車輛基礎理論認知

其工作原理是：當電空閥有電時，其控制的壓縮空氣進入傳動氣缸，推動活塞，壓縮彈簧，使活塞桿右移，帶動觸頭閉合。當電空閥失電時，其控制的氣源被關斷，在彈簧的作用下，推動活塞，帶動活塞桿左移，使觸頭打開。通常活塞由皮碗或耐油橡膠制成，活塞上涂有機油，以減少摩擦力并具有良好的密封性能。該種傳動方式的優(yōu)點是工作行程可以選擇，以滿足開距和超程的要求。缺點是摩擦力較大，動作較慢。（1）氣缸傳動裝置城軌車輛基礎理論認知其工作原理是：當氣孔1開通氣源，氣孔2通向大氣時，壓縮空氣驅動活塞右移。當氣孔2開通氣源，氣孔1通向大氣時，活塞則反向轉動。其特點是：所控制的行程受一定限制，且對被控制的觸頭不具有壓力的傳遞，所以應用較少。城軌車輛基礎理論認知（2）薄膜傳動裝置城軌車輛基礎理論認知薄膜傳動裝置其原理結構如圖所示。實際結構如圖所示。其工作原理是：當氣孔進入壓縮空氣時，壓迫薄膜，克服彈簧張力，使活塞桿右移，帶動觸頭動作。反之，則觸頭在彈簧的作用下打開。其特點是：動作靈活，摩擦力和磨損較小。加工制作及維修方便。但活塞桿行程小，在低溫條件下，薄膜易開裂，需經常更換。城軌車輛基礎理論認知熄滅電弧的方法1.吹弧利用滅弧介質（氣體、油等）在滅弧室中吹動電弧，廣泛應用在開關電器中，特別是高壓斷路器中。六、滅弧裝置城軌車輛基礎理論認知2.采用多斷口滅弧熄弧時，利用多斷口把電弧分解為多個相串聯(lián)的短電弧，使電弧的總長度加長，弧隙電導下降；在觸頭行程、分閘速度相同的情況下，電弧被拉長的速度成倍增加，促使弧隙電導迅速下降，提高了介電強度的恢復速度；另一方面，加在每一斷口上的電壓減小數(shù)倍，輸入電弧的功率和能量減小，降低了弧隙電壓的恢復速度，縮短了滅弧時間。城軌車輛基礎理論認知3.提高分閘速度迅速拉長電弧，有利于迅速減小弧柱內的電位梯度，增加電弧與周圍介質的接觸面積，加強冷卻和擴散作用，如采用強力分閘彈簧。城軌車輛基礎理論認知4.用耐高溫金屬材料制作觸頭5.采用優(yōu)質滅弧介質6.短弧原理滅弧7.利用固體介質的狹縫滅弧裝置滅弧城軌車輛基礎理論認知1.橋式觸頭（1）小電流場合（2）三相交流接觸器的主觸頭滅弧裝置城軌車輛基礎理論認知2.磁吹滅弧城軌車輛基礎理論認知3.滅弧罩城軌車輛基礎理論認知4.氣吹滅弧裝置城軌車輛基礎理論認知5.真空滅弧裝置

真空滅弧裝置是真空斷路器的核心部分，外殼大多采用玻璃和陶瓷。在被抽成真空的玻璃或陶瓷容器內，裝有靜觸點、動觸點、電弧屏蔽罩、波紋管等。動、靜觸點連接導電桿，當動、靜觸點分離時，弧隙可以在幾微秒之內由導電狀態(tài)恢復到真空間隙的絕緣水平。因此，在真空中觸點有很高的介質恢復速度、絕緣能力和分斷電流能力。接觸器認知2接觸器認知1．接觸器的定義

接觸器是用來接通或切斷較大電流電路的自動控制電器。動車組使用的接觸器具有動作頻繁，能通、斷較大電流，可以實現(xiàn)一定距離的控制等特點。接觸器認知電磁機構：將電磁能轉換成機械能，產生電磁吸力帶動觸點動作.觸點：接觸器的執(zhí)行元件，用來接通或斷開被控制電路。滅弧裝置：熄滅觸點分斷電流瞬間觸點之間氣隙中產生的電弧。其它：包括釋放彈簧機構、支架與底座等。動鐵心靜鐵心電磁線圈按所控制電路?主觸點?輔助觸點按原始狀態(tài)?常開觸點?常閉觸點滅弧罩滅弧柵磁吹滅弧裝置

接觸器的組成接觸器認知2．接觸器的組成（1）觸頭系統(tǒng)：主要用于直接實現(xiàn)電路的接通與斷開。其中主觸頭用于主電路，輔助觸頭用于控制電路，起電氣聯(lián)鎖作用。（2）滅弧系統(tǒng)：起熄滅電弧的作用。容量在10A以上的接觸器都有滅弧系統(tǒng)，對于小容量的接觸器，一般采用橋式雙斷點觸頭滅弧、電動力滅?。粚τ诖笕萘康慕佑|器，直流接觸器采用縱縫磁吹滅弧，交流接觸器采用金屬柵片滅弧。（3）傳動裝置：用來控制觸頭的閉合與分斷。包括電磁機構（驅使觸頭閉合的線圈鐵心、銜鐵、反力彈簧及緩沖彈簧等）和氣缸傳動裝置（電磁閥、氣缸、活塞、彈簧及活塞桿等）接觸器認知3．接觸器的分類接觸器的用途廣，種類多，按不同的分類方法可分為多種類型。（1）按傳動方式分可分為電磁式接觸器和電空式接觸器。電磁式接觸器是采用電磁機構（即電磁鐵）傳動的接觸器。電空式接觸器由電空閥控制壓縮空氣，用較小的控制功率，得到較大的接觸壓力和行程。（2）按主觸頭通、斷電流的性質分可分為直流接觸器和交流接觸器。（3）按主觸頭所處的環(huán)境分可分為空氣式接觸器和真空式接觸器。接觸器認知4．接觸器的基本參數(shù)接觸器的基本參數(shù)除額定電流和電壓外還有以下幾種：（1）切換能力，又稱開閉能力、通斷能力。所謂切換能力是指接通負載和切斷負載的能力。（2）操作頻率。操作頻率是指在每小時內允許操作的次數(shù)。接觸器的操作頻率越高，則在單位時間內的開閉次數(shù)就越多，觸頭及滅弧室的工作任務就越重。（3）動作值和釋放值。對電磁接觸器而言，動作值和釋放值主要指電壓和電流的動作值和釋放值；對電空接觸器而言，它主要指電空閥的動作電壓及氣缸相應的氣壓值。接觸器認知二、電磁式接觸器1.直流電磁接觸器線圈KM主觸點KMKM常閉主觸點常開輔助觸點KMKM常閉輔助觸點接觸器認知2.交流電磁接觸器線圈KM常開輔助觸點KMKM常閉輔助觸點主觸點KM接觸器認知交流接觸器的結構和動作接觸器認知三、電空接觸器電空接觸器是用來通斷帶有負載的主電路和大容量的控制回路的自動電源，主要用于通斷正常工作電流，而不通斷故障電流，特別是短路電流。它的主要特點是實現(xiàn)遠距離的自動控制，操作頻率較高（150~1500次/每小時），通斷電流大，應用范圍廣。

在城市軌道交通車輛中，電空接觸器主要用于控制牽引電機接入電源、短接電阻等。接觸器認知電空接觸器通斷主電路的電路特點如下：（1）主電路電流大，觸頭閉合時需要很大的壓力。（2）主電路電壓較高，觸頭的開距要大，故需較大的行程。接觸器與繼電器的區(qū)別:繼電器：用于控制電路、電流小，沒有滅弧裝置，可在電量或非電量的作用下動作，有調節(jié)裝置。接觸器：用于主電路、電流大，有滅弧裝置，一般只能在電壓作用下動作。繼電器認知3繼電器認知一、概述1.繼電器的基本組成繼電器是一種根據(jù)電學物理量（如電壓、電流）或非電物理量（如熱、時間、壓力、速度等）的變化來接通或斷開控制電路，以實現(xiàn)自動控制和保護設備功能的電器，即根據(jù)某一輸入量來換接執(zhí)行機構的自動電器。其主要用于控制電路中，用來反映各種控制信號。繼電器認知繼電器的組成測量機構比較機構執(zhí)行機構輸入量輸出量整定

測量機構的作用是測量輸入量并進行相應的物理量轉換。如電磁繼電器的測量機構是線圈和鐵心構成的磁系統(tǒng)，用來測量輸入量的大小，并在銜鐵上將輸入量轉換成相應的電磁吸力。比較機構的作用是將輸入量與其預設的整定值進行比較，根據(jù)比較的結果決定執(zhí)行機構是否動作。如當電磁繼電器的電磁力大于反力彈簧拉力時，鐵吸合，接點（觸頭）動作，有輸出；當電磁力小于反力彈簧拉力時，銜鐵不吸合，接點（觸頭）不動作，沒有輸出。執(zhí)行機構的作用是根據(jù)比較結果執(zhí)行動作。對有觸點電器而言，執(zhí)行機構就是觸頭；對無觸點電器而言，執(zhí)行機構一般是晶體管。繼電器認知2．繼電器的分類繼電器的用途廣泛，種類繁多，下面根據(jù)軌道交通車輛的使用情況來分類（1）按用途分，可將繼電器分為控制用繼電器和保護用繼電器等。（2）按動作原理分，可將繼電器分為電磁式、電子式和機械式（溫度繼電器、壓力繼電器）等。（3）按輸入電流性質分，可將繼電器分為直流繼電器和交流繼電器。（4）按輸入的物理量分，可將繼電器分為有電量繼電器和無電量繼電器。繼電器認知3.繼電器的基本參數(shù)（1）額定電壓：輸入電壓的額定值。（2）動作值：能使接點閉合的輸入物理量中的最小值，也稱整定值。動作值的調整：有觸點繼電器---改變反力彈簧和工作氣隙電子繼電器-----改變比較環(huán)節(jié)的電位器電阻值（3）返回值：能使接點打開的輸入物理量中的最大值。（4）返回系數(shù)：繼電器的釋放參數(shù)與動作參數(shù)自比。繼電器認知4.繼電器的特點繼電器一般不直接控制主電路或輔助電路，而是通過控制其他較大的電器來間接控制主輔電路。同接觸器相比，繼電器沒有滅弧系統(tǒng)，結構簡單，體積小，質量輕，接觸容量小，動作的準確性要求高。繼電器認知5.繼電器的基本要求不同用途的繼電器有不同的要求，但不管哪一種繼電器，均應滿足以下要求：（1）在規(guī)定的使用條件下，繼電器必須保證高度的可靠性和準確性。（2）在規(guī)定的使用條件下，繼電器應有足夠的控制功率，即在觸頭上有足夠的輸出量。（3）在控制功率較大的情況下，繼電器必須有較小的動作功率，即有高的靈敏度。（4）使用壽命長，操作頻率高。（5）參數(shù)能夠調節(jié)，具有足夠的整定值調整范圍。（6）結構簡單，尺寸小，質量輕，便于制造和維修。繼電器認知二、電磁式繼電器1.電流繼電器定義：根據(jù)線圈中的電流大小，接通或斷開電路的繼電器。特點：線圈匝數(shù)少而線徑較大，阻抗小，分壓小作用：一般接在主回路中，起過電流保護作用過流電流繼電器欠流電流繼電器繼電器認知2.電壓繼電器1）應用：直流電機的超速控制，蓄電池電壓的檢測，交流電源和直流電源監(jiān)測。測量范圍50mV~500V。2）作用：過電壓繼電器--在額定電壓的105%~120%時吸合，過壓保護。欠電壓繼電器—在電路電壓正常時吸合，減少至額定電壓的50%左右時釋放，欠電壓保護。電壓繼電器繼電器認知3.中間繼電器1）作用：傳遞信號或同時控制多個電路，主要用于改變控制電路的工作狀態(tài)以增加觸頭的數(shù)目及容量，傳遞中間信號實現(xiàn)控制。2）主要結構：固定鐵芯、動鐵芯、吸引線圈、觸點簧片、動觸頭、靜觸頭

、接線端子及外殼等。繼電器認知3）工作原理：線圈通直流電時，在電磁力的作用下，動鐵芯被吸向固定鐵芯，帶動動觸頭動作，使常開觸點斷開。當線圈斷電時，動鐵芯在彈簧的作用下復原，帶動觸點復位，及常開觸點斷開，常閉觸點閉合。中間繼電器繼電器認知4）主要特點：采用模塊化結構，體積小，質量輕，動作靈活，可靠，電氣絕緣性能很好等。繼電器認知4.接地繼電器制動工況下的接地保護用接地繼電器制動工況下主回路中的接地保護牽引工況下的接地保護用差動繼電器保護主電路的作用繼電器認知5.時間繼電器1）分類：按延時方式分為通電延時型和斷電延時型兩種繼電器。（1）通電延時型時間繼電器線圈通電后，經過一定時間后常開觸頭閉合，常閉觸頭斷開。信號消失瞬間復原，常開觸頭斷開，常閉觸頭閉合。（2）斷電延時型時間繼電器線圈通電后，瞬時產生輸出信號，常開觸頭閉合，常閉觸頭斷開；信號消失后，經過一段時間輸出信號才復原，常開觸頭斷開，常閉觸頭閉合。繼電器認知2）電磁式時間繼電器１２３４帶有阻尼銅套的鐵心結構1一鐵心2一阻尼銅套3一線圈4一絕緣層直流電磁式繼電器的鐵心上加有一個阻尼銅套，其結構示意圖如右圖所示。它是利用電磁感應原理產生延時的。當繼電器線圈斷電時，磁通變化量大，銅套阻尼作用也大，使銜鐵釋放有明顯的延時作用。這種繼電器僅用作斷電延時，其延時時間較短，而且準確度較低，一般只用于要求不高的場合，如電動機的延時啟動等。繼電器認知(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(a)線圈一般符號(b)通電延時線圈(c)斷電延時線圈(d)通電延時閉合動合（常開）觸點(e)通電延時斷開動斷（常閉）觸點（f）斷電延時斷開動合（常開）觸點（g）斷電延時閉合動斷（常閉）觸點（h）瞬動觸點繼電器認知三、熱過載繼電器應用：用于對異步電動機的過載保護（被保護元件的過流允許通過時間與其電流值的大小成反比，即電流越大，所允許通過的時間越短）、空調單元、輔助電機等工作回路?；窘Y構：主要由發(fā)熱元件、雙金屬片、觸點、傳動機構和調整機構組成。繼電器認知工作原理：當電機正常工作時，電流是額定電流，雙金屬片受熱彎曲，但變形較小，不足以推動傳動機構，所以電動機正常運動。當電動機出現(xiàn)過載時，電動機繞組中電流增大，雙金屬片受熱后溫度繼續(xù)升高，彎曲程度加大，達到一定程度時推動導板動作，通過傳動機構使常閉觸點打開，切斷控制電路，從而使交流接觸器電磁線圈失電，保護電路斷開，實現(xiàn)了電動機的過載保護。繼電器認知熱繼電器圖形符號熱元件常閉觸點FRFRFRFR主令電器認知4主令電器認知

主令電器是專門用來發(fā)出控制指令或信號，接通或斷開控制電路，改變控制系統(tǒng)工作狀態(tài)的電器。開門、關門按鈕，駕駛模式轉換開關等。主令電器認知一、按鈕開關1.功能及分類

按鈕開關是一種手動的、可以自動恢復（即自復式）主令電器，應用非常廣泛。通過按鈕之間的電氣聯(lián)鎖，可實現(xiàn)對其他電氣設備的控制和保護。其主要用于遠距離操作接觸器和繼電器，以切換自動控制電路。主令電器認知

按結構形式可將按鈕開關分為旋鈕式（用手動旋鈕進行操作）、指示燈式（按鈕內裝有信號燈）和緊急式（裝有蘑菇形鈕帽）。主令電器認知

在城市軌道交通車輛上設置的按鈕開關有開、關門按鈕，發(fā)車按鈕，停放制動按鈕，緊急制動蘑菇按鈕和司機主控制手柄（司機控制器）上的警惕按鈕等。其中緊急制動蘑菇按鈕安裝在司機臺上，表面呈紅色。當發(fā)生緊急情況時，司機按下此按鈕，列車將實施緊急制動（空氣制動），受電弓降下，直到列車完全停止。司機主控制手柄上的警惕按鈕是用于確認列車處于司機控制狀態(tài)的控制按鈕，用力按下此按鈕時，它會自鎖，使其觸頭保持斷開狀態(tài)，列車正常運行。當超過15s（各城市地鐵參數(shù)有所不同）未按下時，則會發(fā)出警惕，5s后仍未按壓就會產生緊急制動以保證列車安全。主令電器認知2.基本結構主令電器認知控制按鈕：1.結構:由按鈕帽,復位彈簧,橋式觸點和外殼組成.常態(tài)：常閉（動斷）觸點閉合，常開（動合）觸點斷開。按下：常閉（動斷）觸點斷開，常開（動合）觸點閉合。2.作用：用于遠距離操作具有電磁線圈的電器，如接觸器、繼電器等。常開觸頭常閉觸頭復式觸頭SB主令電器認知按鈕帽顏色的規(guī)定‘停止’和‘急?！t色‘啟動’綠色‘啟動’與‘停止’交替動作黑色、白色或灰色‘點動’黑色‘復位’藍色主令電器認知二、萬能轉換開關定義：由多組相同結構的觸點組件疊裝而成的多回路控制電器，借助于不同形狀的凸輪使其觸點按一定的次序接通和分斷，能轉換多種和多數(shù)量的電氣控制線路。結構：操作機構、定位裝置、觸頭系統(tǒng)用途：用于低壓控制電路的轉換、電測儀表的轉換、配電設備的遙控和轉換、不頻繁起停的小容量電動機控制。主令電器認知主令電器認知三、行程開關定義：用于檢測工作機械的位置，發(fā)出命令以控制其運動方向或行程長短的控制電器,又稱限位開關。結構：操作機構、觸頭系統(tǒng)和外殼。用途：控制生產機械的運動方向、速度、行程遠近或定位，可實現(xiàn)行程控制以及限位保護的控制。分類：直動式、旋轉式（單輪、雙輪旋轉式）主令電器認知行程開關圖形符號常閉觸點SQ復合觸點主令電器認知車門系統(tǒng)行程開關檢測車門狀態(tài)：車門進行開、關動作時，行程開關把機械動作傳遞給觸頭系統(tǒng)，觸頭系統(tǒng)再將機械信號轉變?yōu)殡娦盘?，反映到車門的監(jiān)控回路，是司機隨時了解車門的開關狀態(tài)。PPT模板下載：/moban/行業(yè)PPT模板：/hangye/節(jié)日PPT模板：/jieri/PPT素材下載：/sucai/PPT背景圖片：/beijing/PPT圖表下載：/tubiao/優(yōu)秀PPT下載：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/資料下載：/ziliao/PPT課件下載：/kejian/范文下載：/fanwen/試卷下載：/shiti/教案下載：/jiaoan/PPT論壇：

下課！城市軌道交通車輛電氣設備城市軌道交通車輛牽引系統(tǒng)認知項目二1牽引系統(tǒng)基礎認知2受電弓的認知3避雷器的認知4高速斷路器的認知目錄Contents5牽引逆變器的認知6牽引電機7其他電器牽引系統(tǒng)基礎認知1

城市軌道交通車輛牽引系統(tǒng)是列車實現(xiàn)運行的重要系統(tǒng)，其主要作用是完成列車的牽引、制動和控制，主要設備包括受電弓、高速斷路器、熔斷器、浪涌吸收器（避雷器）、制動電阻器、牽引逆變器和接地裝置等。那么，列車如何獲得牽引力呢？牽引系統(tǒng)基礎認知牽引狀態(tài)時：由受電弓從接觸網上接收直流l500V電壓，經過高速斷路器、濾波器、牽引逆變器等設備進行電量變換后，驅動并聯(lián)的4臺三相交流牽引電機工作，從而帶動列車前進。城市軌道交通電力牽引系統(tǒng)原理圖牽引系統(tǒng)基礎認知高速斷路器牽引逆變器牽引電機受電弓避雷器牽引系統(tǒng)基礎認知制動電阻接地裝置總結：牽引系統(tǒng)的電器主要有【知識目標】1.了解城市軌道交通車輛牽引系統(tǒng)構成和主要設備電器元件組成；2.掌握受電弓、避雷器、高速斷路器、牽引逆變器、牽引電機等設備的安裝位置、分類、結構、功能及工作原理；3.掌握受電弓、避雷器、高速斷路器、牽引逆變器、牽引電機等設備日常維護保養(yǎng)程序；【能力目標】1.對標城市軌道交通車輛檢修崗和乘務崗位技能要求，能正確的識別牽引系統(tǒng)各主要部件；并能夠敘述出牽引主系統(tǒng)的結構組成；2.對接1+X總體要求，能識讀牽引系統(tǒng)電路圖和氣路圖，敘述各部件的工作原理3.對接全國職業(yè)院校軌道車輛技術項目的技術文件，能夠按照作業(yè)指導書完成牽引系統(tǒng)各部件的日常維護保養(yǎng)；牽引系統(tǒng)基礎認知【素質目標】1.培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力；2.培養(yǎng)嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和精益求精的工匠精神；3.培養(yǎng)學生認真，仔細的學習態(tài)度；4.樹立安全意識，做到安全第一；【模塊索引】牽引系統(tǒng)的認知受電弓的認知與檢修2受電弓的認知2019年9月10日晚，某地鐵地鐵6號線進行調車作業(yè)時，突然使得城軌車輛受電弓弓頭翻轉、短路接地、供電跳閘，引發(fā)全場接觸網停電事件。經調查，確定事故原為：調車作業(yè)人員忽略了調車作業(yè)前確認受電弓狀態(tài)?！舅伎肌渴茈姽恼J知【任務導入】1.受電弓安裝在城軌車輛什么位置？2.受電弓的結構組成有哪些呢？3.如何操作弓頭升降？【學習任務】受電弓是地鐵車輛從接觸網上獲取電能，向整個列車電氣系統(tǒng)供電的裝置，同時還可以將列車的再生制動系統(tǒng)轉換的電能回饋給接觸網供給其它在線列車的使用，起到雙向傳遞樞紐的作用。本任務主要從受電弓安裝位置、結構組成、工作原理，重要技術參數(shù)調整方法等方面展開。受電弓的認知【受電弓安裝位置】受電弓通過絕緣子安裝在車輛的MP車車頂上，如圖2-2受電弓安裝位置圖所示；當受電弓升起時，通過碳滑板與架空導線接觸，將直流電通過車頂母線傳送到車輛內，以供車輛用電。車輛運行時，碳滑板沿架空導線滑動并保持良好的接觸。圖2-2受電弓安裝位置圖受電弓的認知【受電弓分類---結構形式】受電弓通過絕緣子安裝在車輛的MP車車頂上，如圖2-2受電弓安裝位置圖所示；當受電弓升起時，通過碳滑板與架空導線接觸，將直流電通過車頂母線傳送到車輛內，以供車輛用電。車輛運行時，碳滑板沿架空導線滑動并保持良好的接觸。受電弓的認知【受電弓分類---驅動形式】一般地鐵車輛、輕軌車輛采用輕型單臂受電弓。由于地鐵運行速度較低、額定工作電壓較低、集取電流大，所以弓頭一般采用兩根或四根滑板來穩(wěn)定電流，以滿足地鐵車輛集取大電流的要求。受電弓的認知1—底架2—下臂桿3—推桿4—升弓彈簧5—上部框架6—上部導向桿7—滑板8—傳動氣缸9—落弓固定鉤10—活動接頭11—支撐架12—絕緣子【氣動式受電弓的結構】受電弓的認知1—上部撐桿2—平行導向桿3—液壓往復式減振器4—集電頭5—調節(jié)桿6—電氣控制箱7—連接桿8—連接頭9—手搖柄10—落弓裝置11—鎖鉤12—基架13—下部撐桿14—升弓裝置【電動式受電弓的結構】圖2-11電動式受電弓結構圖受電弓的認知【機械技術參數(shù)】最大運行速度120km/h最低工作位置（不包括絕緣子）80mm最高工作位置（包括絕緣子）2300mm最大升弓高度（包括絕緣子）2880mm±100mm折疊高度（包括絕緣子）300mm0/+5mm額定靜態(tài)壓力100N±10N靜態(tài)壓力調整范圍70N～140N升弓時間（弓頭離開止擋到最大工作高度）≤8s降弓時間（最大工作高度到弓頭落到止擋位置）≤8s≤8s額定工作氣壓0.45Mpa最小工作氣壓0.35Mpa絕緣子高度80mm受電弓總長度≈2430mm受電弓總寬度1550mm±5mm滑板條工作部分長度800mm×60mm×22mm弓頭寬度350mm±5mm受電弓總重量（包括絕緣子）≈130kg±5kg受電弓的認知【電氣技術參數(shù)】額定電壓DC1500V網線電壓變化范圍DC1000V～1800V額定電流1680A最大短時電流（10s）4000A最大啟動電流（30s）1600A最大停車電流(DC1000V和單弓受電)400A受電弓的認知受電弓的上升或者下落，可以由司機通過受電弓控制開關進行操作。當受電弓升弓到位或降弓到位時，每個受電弓的狀態(tài)顯示在駕駛室的司機顯示屏上，并在駕駛室上設置指示燈，以顯示整個列車受電弓的工作狀態(tài)。【受電弓的工作原理】（一）升降弓操作受電弓的認知按下司機操作臺升弓按鈕，如果所有控制條件均滿足，受電弓電磁閥電磁線圈控制電路導通，將會使電磁閥線圈得電，從而使電磁閥閥口打開，使壓縮空氣進入受電弓升弓氣缸，受電弓升起。降弓時，按下降弓按鈕，將使受電弓電磁閥失電，從而關閉向受電弓氣路供氣的通路，同時打開受電弓氣囊的排氣通路，受電弓在自身重力及降弓彈簧的作用下下降，使得受電弓降弓?！臼茈姽墓ぷ髟怼浚ǘ┦茈姽墓ぷ髟硎茈姽恼J知l一空氣過濾器2一可調節(jié)流閥3一精密減壓閥4一壓力表5一安全閥6一三通座7—可調節(jié)流閥8—換向閥9—消音節(jié)流閥10—消音器11—球閥12—壓力開關受電弓的認知受電弓靠滑動接觸而受流因此在城軌車輛運行中，受電弓動作輕巧、平穩(wěn)，動態(tài)特性穩(wěn)定，升、降弓時不產生過分沖擊。滑板與接觸導線接觸時，要求特性可靠、磨耗小。防止彈跳彈跳會產生弓網間的拉弧造成弓網的燒損。升弓時滑板離開底架要快,貼近接觸導線要慢。防止對底架有過分的機械沖擊工作特點三、受電弓的工作特點受電弓的認知降弓時脫離接觸網導線要快,以防拉弧造成燒損，落在底架上要慢。【實踐任務】受電弓重要技術參數(shù)調整（一）弓網實際接觸壓力分析（二）靜態(tài)接觸壓力的測量方法（二）升降弓時間的調整受電弓的認知【拓展認知】集電靴的認知受電弓的認知避雷器的認知3避雷器的認知2020年9月18日10時21分，列車以AM模式出站后主斷斷開，司機合閘失敗，10時36分該車退出服務，備用列車上線替開。造成晚點2列，晚點6分22秒，使用備用車1次，調整列車1次。經檢查發(fā)現(xiàn)本次故障原因為高壓隔離開關與避雷器軟連接線纜在運行過程中斷裂、拉弧并過流，導致列車在運行過程中主斷斷開，無法閉合?！救蝿諏搿?.避雷器安裝在什么位置？2.避雷器的作用是什么？思考：避雷器的認知【避雷器概述】避雷器是一種用來防止來自城市軌道交通車輛外部的過電壓（如雷擊等）對車輛電氣設備的破壞，限制過電壓幅值的保護電器。

避雷器并聯(lián)在被保護電氣設備與地之間，安裝在B車車頂受電弓旁。當雷電侵入時由于過電壓的作用使避雷器動作（放電），雷電流經避雷器泄人大地，從而限制了雷電過電壓的幅值，使避雷器上的殘壓不超過被保護電氣設備的沖擊放電電壓。避雷器的認知火花間隙避雷器1—被保護變壓器2—避雷器3—非線性電阻4—火花間隙5—被限制的過電壓波6—未被限制的過電壓波由于避雷器與被保護電氣設備并聯(lián)，當出現(xiàn)過電壓危及被保護設備時，避雷器放電，使高壓沖擊電流泄入大地。隨后，避雷器仍能恢復原工作狀態(tài)，截止伴隨而來的正常工頻電流，使電路與大地絕緣。過電壓越高，火花間隙擊穿越快，從而限制了加于被保護電氣設備上的過電壓。工作原理避雷器的認知1—避雷器的伏-秒特性；2—被保護電器的伏-秒特性圖2-21避雷器的伏-秒特性擊穿電壓的幅值與擊穿時間的關系稱為伏-秒特性，如圖2-21所示。顯然，要可靠地保護被保護電器，避雷器的伏-秒特性必須要比被保護電器的伏-秒特性低，即在同一過電壓作用下避雷器先被擊穿。避雷器的認知氧化鋅避雷器在正常工作電壓下，閥片具有極高的電阻而呈絕緣狀態(tài)，使流過閥片的電流非常小，這樣小的電流不會燒壞氧化鋅閥片，從而實現(xiàn)了“無間隙”；當系統(tǒng)出現(xiàn)過電壓時，閥片“導通”呈低阻狀態(tài)，釋放電流，“導通”后閥片上的殘壓與流過它的電流大小基本無關，而為一定值；當電壓降到動作電壓以下時，閥片“導通”終止，迅速恢復高電阻而呈絕緣狀態(tài)。因此，氧化鋅避雷器可使避雷器的殘壓被限制在允許值以下，并將沖擊電流迅速泄入大地，從而保護了與其并聯(lián)的電氣設備。避雷器的認知（1）無間隙。由于氧化鋅避雷器不用串聯(lián)間隙，所以結構簡單、體積小、質量輕。（2）無續(xù)流。在正常工作電壓下，氧化鋅避雷器相當于絕緣體，無工頻續(xù)流流通，因此不存在滅弧問題，而且減少了避雷器動作時通過的能量，可以承受多次雷擊，延長了工作壽命。（3）通流能力大。氧化鋅避雷器不僅可以用于大氣過電壓保護，也可用于內部操作過電壓保護。（4）殘壓低，可使設備的絕緣水平降低。氧化鋅避雷器具有以下優(yōu)點避雷器的認知避雷器主要技術參數(shù)表2-3避雷器主要技術參數(shù)項目參數(shù)項目參數(shù)標稱電壓DC1500V短路電流20kA最大電壓DC2000V閾值電壓7.1kV額定沖擊釋放電流10kA爬電距離165mm沖擊電流100kA

避雷器的認知【實踐拓展】序號維修項目技術要求檢查結果1目視檢查避雷器表面表面是否完好；包括：避雷器絕緣體表面無裂縫、無破損、無臟污、無燒傷痕跡，嚴重臟污對其進行清掃。

2目視檢查所有螺栓螺栓是否緊固到位，查看防松線。接地線是否是雙接地，接地是否連接牢固，接地引線有無燒傷、斷絲、斷股；

3目視檢查電連接部分目視檢查電連接部分是否接觸良好，并緊固到位。避雷器的檢修避雷器的認知【知識拓展】？如何區(qū)分浪涌保護器與避雷器1、電壓等級不同:浪涌保護器一般為低壓產品，避雷器有低壓至特高壓多個等級。2、安裝系統(tǒng)不同:浪涌保護器安裝在二次系統(tǒng)上，是用于防雷器消除雷電波的直接侵入后，或防雷器沒有將雷電波消除干凈時的補救措施。避雷器安裝在一次系統(tǒng)上,防止雷電波的侵入。3、保護對象不同:浪涌保護器用于保護電子儀器或儀表,避雷器用于保護電氣設備。4、尺寸大小不同:浪涌保護器的尺寸較小，避雷器尺寸較大。高速斷路器的認知4高速斷路器的認知高速斷路器的安裝在列車的什么位置？【任務導入】2019年5月6日11時29分，列車HMI屏報“MP1車VVVF牽引預充電次數(shù)過多”報警，MP1車牽引隔離，司機操作備用模式以CM模式運行，經檢查發(fā)現(xiàn)MP1車繼電器故障導致高速斷路器短時內多次斷合，使得主接觸器不停斷合，導致10分鐘內主接觸器閉合達到8次，報出“預充電次數(shù)過多”故障，單節(jié)車牽引隔離。思考：概述高速斷路器在城市軌道交通車輛上主要作為車輛電氣系統(tǒng)的總開關和總保護，可以實現(xiàn)電源的接通與切斷控制，是一種能對電路進行控制（分斷、閉合）和保護的高壓電器；因其反應迅速、動作快而得名高速斷路器。高速斷路器的認知安裝位置及功能高速斷路器一般安裝在動車逆變器箱內，每個牽引逆變器都分別設有一個高速斷路器，牽引逆變器通過從高速斷路器處獲得供電。高速斷路器的主要功能：（1）在正常工作過程中斷開和閉合牽引系統(tǒng)供電；（2）防止由于短路或過載造成的損害，保護牽引設備；（3）司機可以通過按鈕手動斷開和閉合HSCB。高速斷路器的認知高速斷路器閉合時，車輛將獲得由受電弓（或集電靴）從接觸網（或第三軌）引入的電源，使車輛得以投人工作。若主電路發(fā)生短路、過載、接地等故障時，通過相關控制電路使高速斷路器自動斷開，切斷車輛總電源，以防止故障范圍擴大。高速斷路器的認知1.對地有很高的絕緣等級。2.有較高的分斷能力。3.有較短的響應時間。4.不受氣候條件影響。高速斷路器集成安裝在箱中，與外界環(huán)境隔離。5.使用壽命長。6.易于維護。高速斷路器的主要特性高速斷路器的認知高速斷路器分類1）觸頭系統(tǒng)由動觸頭、靜觸頭、可動觸頭臺和觸頭彈簧等組成；2）操作機構電磁系統(tǒng)由電磁鐵心、電磁線圈和杠桿等組成；3）脫扣電磁系統(tǒng)由脫扣電磁鐵、可動鐵心和脫扣桿等組成；4）傳動杠桿由控制桿、連桿和掛鉤等組成。高速斷路器的認知工作原理操作機構的電磁線圈1得電，可動鐵心2（銜鐵）被固定鐵心3吸引，可動鐵心端部的轉軸4和桿5繞轉軸6旋轉，連桿7向上移動，使控制桿8旋轉的同時，可動觸頭臺支架11、可動觸頭臺12、動觸頭13隨著旋轉，使動觸頭13與固定主觸頭22處于閉合狀態(tài)。（1）合閘動作高速斷路器的認知按分閘按鈕，操作機構吸引線圈斷電，在反力彈簧14的作用下，可動觸頭臺12、可動觸頭臺支架11、控制桿8起反時針旋轉，使動觸頭13與固定主觸頭22分離，完成了正常分斷動作。2）正常分斷動作3）過流分斷動作高速斷路器的脫扣功能由故障電流控制，當流過觸頭及脫扣電磁鐵線圈電流超過整定值時，脫扣電磁鐵16吸引動鐵心17，使脫扣桿18沿順時針方向旋轉，其端部磙子19撞擊掛鉤9的端部，造成掛鉤9繞軸20為中心反時針旋轉，致使與磙子10解鎖。這樣可動觸頭臺支架11、可動觸頭臺12在反力彈簧14的作用下反時針旋轉，使動觸頭13與固定主觸頭22分開，完成了過電流脫扣的動作過程高速斷路器的認知按分閘按鈕，操作機構的電磁鐵吸引線圈斷電，在反力彈簧14作用下，杠桿5繞著軸6旋轉。連桿7向下移動，使控制桿8以轉軸21為中心旋轉，回到正常分斷狀態(tài)，為再次合閘動作做好準備。4）復位動作高速斷路器的認知（二）高速斷路器的主要技術參數(shù)額定電壓1500VDC變化范圍1000－1800VDC1950VDC(瞬間)電網瞬時電壓IEC60850額定電流(在55°C)1200A過載(動熱穩(wěn)定)3500ADC，60s4000ADC，15s過流脫扣裝置雙向內部過流脫扣脫扣值1200~2500A最大分斷能力25kA，L/R15ms30kA，L/R2ms預期線路短路電流20kA高速斷路器的認知HSCB激活程序高速斷路器的認知【實踐任務】序號維修項目技術要求檢查結果1目視檢查高速斷路器箱體外部電氣及機械連狀態(tài)鎖閉良好，高速斷路器箱體外部電氣及機械連狀態(tài)無異常，箱體排水孔暢通；吊掛緊固件無松動。

2目視檢查接地螺栓、接地導線箱體接地螺栓無松動，接地導線無斷股。

3目視檢查高速斷路器高速斷路器外觀無變形、無變色、無破損。

4目視檢查高速斷路器控制板外觀無變形、無變色、無破損。

5目視檢查線路電壓傳感器保護熔斷器外觀無變形、無變色、無破損。

6目視檢查線路電壓傳感器外觀無變形、無變色、無破損。

7目視檢查高速斷路器動、靜觸頭，滅弧罩，線圈.無燒損、無積灰、無雜物。高速斷路器的認知【知識拓展】高壓箱安裝在Mp車底架，高壓箱內裝有設備包括：刀開關、熔斷器、高速斷路器。刀開關的認知高速斷路器的認知刀開關屬于手動電器，主要用作不頻繁地接通和分斷供電線路，以及作為電源隔離開關，也可以用來直接起動小容量的三相異步電動機。高速斷路器的認知（1）隔離電源，以確保電路和設備維修的安全;或作為不頻繁地接通和分斷額定電流以下的負載用。（2）分斷負載，如不頻繁地接通和分斷容量不大的低壓電路或直接啟動小容量電機。（3）刀開關處于斷開位置時，可明顯觀察到，能確保電路檢修人員的安全。刀開關的作用刀開關的概述二、刀開關的結構刀開關有三個位置：“受電弓”位、“接地”位、“車間電源”位（1）“受電弓”位：通過受電弓給本單元的牽引變流器供電，同時為輔助變流器供電。（2）“接地”位：切除供電電源，同時逆變器充電電容迅速放電。（3）“車間電源”位：通過車間電源給輔助變流器供電。注意事項：刀開關配有人工操作的閉鎖裝置，在手動切換刀開關至另一位置前，需要進行手動解鎖，然后受電弓自動降弓，高速斷路器自動斷開。高速斷路器的認知牽引逆變器的認知5牽引逆變器的認知2020年9月18日15:40，某地鐵列車在上行車輛屏顯示4車、5車牽引逆變器故障，經司機處理后仍無法動車，啟動救援程序將故障車推進回車輛段，同時組織兩列熱備車上線調整；此次故障造成救援1次，清客2列，晚點3列，最大晚點15分23秒。【任務導入】牽引逆變器的作用是什么？思考：牽引逆變器的認知牽引逆變器是交流傳動地鐵車輛上的重要設備，安裝在動車底部。其主要功能是把來自接觸網的1500V直流電變換為三相交流電，為動車轉向架上的牽引交流電機提供交流電。其頻率和電壓值是可調的。電制動時，它將牽引交流電機發(fā)出的交流電進行整流，反饋到接觸網供本車其他負載使用，或供其他車的耗電設備如輔助設備、空調、照明等使用。未被消耗的電能由制動電阻消耗，轉變成熱能散發(fā)到大氣中。一、概述牽引逆變器的認知牽引逆變器電路主要由輸入電路，逆變器單元，牽引控制單元構成。除以上主要部分外，牽引逆變器還包括各種輔助的電源供應、散熱裝置等。一、牽引逆變器的基本結構牽引控制單元充電電容IGBT散熱裝置

門極驅動

牽引逆變器的認知三、列車牽引回路電氣配置X—受電弓F1—避雷器Q—高速斷路器K100—線路接觸器K110—預充電接觸器R1—預充電電阻L100—線路電感T1—制動GTOT2—保護晶閘管Vl、V2—二極管C—線路濾波電容M1～M4—三相交流前電機牽引逆變器的認知主回路將電力傳動車輛產生牽引力和制動力的各種電器、電機、電子設備連成一個電氣系統(tǒng)，實現(xiàn)電動列車的功率傳輸。它是電動列車最重要的組成部分之一，如圖3-34所示。上海地鐵AC01、AC02型電動列車的主回路使用的是直一交電傳動裝置，與直-直電傳動相比減少了部分接觸器、電抗器等觸點設備，使主回路簡單可靠。逆變器采用變頻變壓控制方法(VVVF)，斬波部分采用GTO調壓的控制方法，減小了裝置體積，降低了開關損耗，提高了效率，同時又具有良好的調速性能。牽引逆變器的認知逆變電路包括相模塊A10、A20、A30，以及功率半導體和門控電路。一個逆變單元由6個開關型半導體元件組成，在逆變器系統(tǒng)中采用GTO管（門極可關斷晶閘管）或IGBT（絕緣柵大功率晶體管）。每個GTO管兩端并聯(lián)有一個續(xù)流二極管，用來維持電機電流的流動。牽引逆變器的認知牽引逆變器模塊相模塊A10、A20、A30相模塊由GTO晶閘管及其緩沖電路、門極電路組成。相模塊的主要功能是將中間電路輸出的直流電壓轉換為三相交流電壓。

牽引逆變器的認知【實踐任務】序號檢查內容檢查標準檢查手段檢查結果1箱體箱體無污垢或異物、無變形，箱內無異物，箱體螺釘安裝良好目視、操作檢查

2吊掛螺栓螺栓緊固無松動，弛緩線無位移，安裝吊梁無變形、無裂紋目視、操作檢查

3接地線接地線安裝良好無斷裂目視、操作檢查

4電阻單元電阻瓷片無裂紋、燒損，電阻片無嚴重變形目視、操作檢查

5線纜線纜安裝良好，外皮無破損污物目視、操作檢查

6箱體出線線纜無破損、箱體出線良好目視、操作檢查

7把手把手安裝良好，無掉落目視、操作檢查牽引逆變器的認知【知識拓展】以重慶輕軌3號線跨座式單軌系統(tǒng)為例，對其牽引系統(tǒng)的組成、控制原理及主要設備的技術參數(shù)進行分析。重慶輕軌3號線跨座式單軌列車采用6輛編組方式：=MC1*M2*M4*M5*M3*MC2=。列車車體下部的主要電氣設備及其動力分配如圖2-37所示。系統(tǒng)采用DC1500V供電，VVVF逆變器調壓，三相異步電動機牽引，再生制動。（注意：負極受電弓升起后不再降下，列車的受電由正極受電弓提供）。

跨座式單軌系統(tǒng)牽引系統(tǒng)案例分析牽引逆變器的認知MC1M2M4M5M3MC2SIV裝置、蓄電池箱、電壓檢測裝置、開關熔斷器、受電弓兩臺VVVF牽引逆變器兩臺、主熔斷器箱、主接地開關箱、主隔離開關、母線隔離開關箱、濾波電抗器、受電弓兩臺VVVF牽引逆變器兩臺、主熔斷器箱、主接地開關箱、主隔離開關、母線隔離開關箱、濾波電抗器、受電弓兩臺VVVF牽引逆變器、SIV裝置、蓄電池箱、開關熔斷器、受電弓兩臺VVVF牽引逆變器兩臺、主熔斷器箱、主接地開關箱、主隔離開關、母線隔離開關箱、濾波電抗器、受電弓兩臺SIV裝置、蓄電池箱、電壓檢測裝置、開關熔斷器、受電弓兩臺牽引逆變器的認知主要牽引設備1.受電裝置跨座式單軌車輛受電（集電）裝置分正極和負極兩種，兩種受電裝置安裝在轉向架上，采用側面滑動受電方式。在駕駛室車輛和Ms車輛上各安裝兩臺負極受電弓，在其他車輛上各安裝兩臺正極受電弓。（1）正極受電裝置：開弓時采用彈簧裝置，收弓時采用壓縮空氣。收弓時使下降風缸動作，折疊式受電裝置在折疊位置，由鎖鉤裝置將受電弓鎖住，使其與接觸網脫離。當需要受電裝置開弓時，可使電磁線圈得電，解開鎖鉤裝置，彈簧裝置將受電裝置撐開與接觸導軌接觸受電。牽引逆變器的認知（2）負極受電裝置：與正極受電裝置相比，負極受電裝置不設自動折疊裝置，使負線受電裝置經常與負線接觸導軌接觸。需要時可用手壓到折疊位置，由鎖鉤裝置鎖住，解鎖時用手動壓縮解鎖。（3）滑板：受電裝置滑板為銅系粉末冶金制成。（4）車輛接地裝置：考慮到跨座式單軌車輛采用橡膠輪胎，每輛車配有一接地裝置，當車輛到達車站和車輛段時，與安裝在軌道梁上的接地板接觸，以保證乘客在車站和車輛段檢修作業(yè)人員的生命安全。牽引逆變器的認知跨座式單軌接觸網受流模式不同于傳統(tǒng)輪軌交通所采用的第三軌或架空接觸網模式，是一種全新的城市軌道交通接觸網受流模式，除了正極受流接觸網外，設置專門的負極回流接觸網（回流軌）。電流經車輛負極受電弓再經回流軌回流，負極接觸網和正極相同。接觸網位于軌道側面中部并被車體包絡，與軌道梁中心線方向平行且呈“之”字形布置，接觸受流面相對軌道梁側面向外，受電弓相對軌道側面向內與接觸網接觸線摩擦受流。（5）接觸網受流模式：牽引逆變器的認知2.傳動裝置單軌牽引傳動裝量與普通車輛一樣，由牽引電動機、聯(lián)軸器和齒輪減速箱等零部件組成。所不同的是，普通車輛的傳動裝置安裝在輪對的兩個車輪之間，而跨座式則全部放在構架外側。重慶“較新”線單軌車輛的牽引電動機為三相籠型異步電動機。電動機的輸出功率為105kW，線電壓為1100V，額定轉速為3439r/min，電動機絕緣等級為H級，自然通風冷卻，轉子導條采用鑄鋁材料。電動機固定在跨座式轉向架上，通過彈性聯(lián)軸器與齒輪箱連接，齒輪箱的傳動比為6.55:1，有利傳動于提高牽引電動機的轉速，減小牽引電動機的體積，為解決牽引電動機安裝空間不足創(chuàng)造了條件。牽引逆變器的認知三相籠型異步電動機主要由定子和轉子兩個部分組成，定子、轉子之間是間隙。轉子繞組是用作產生感應錐齒輪電動勢并產生電磁轉矩的，它的轉子繞組是短路繞組，體比鐵心長，在鐵心兩端用兩個端環(huán)將導體短接，形成短路繞組。若將鐵心去掉，則剩下的繞組形狀似籠子，故稱為籠型繞組。它的缺點是調速能力差，起動轉矩小，因此在一些要求平滑調速和起動轉矩大的工況下，采用多種方式進行控制。結構組成牽引逆變器的認知牽引逆變器的作用是將接觸網上的DC1500V，經過調頻調壓為AC1100V，提供給列車主牽引電動機。斷路器裝置由高速斷路器、電磁接觸器及各種繼電器等組成。其主要作用是切斷和接通負荷電路，切斷故障電路，防止事故擴大，保證安全運行。單軌交通車輛采用UR6型高速斷路器，是單極雙向裝置，具有電磁吹弧，自然風冷的直流斷路器。斷路器設計為檢測過電流后迅速地響應，電弧發(fā)生時通過瞬時的恒定過電壓形式迅速抑制電弧。3.牽引逆變器4.斷路器裝置牽引逆變器的認知牽引電機的認知6牽引電機的認知2018年7月19日，某地鐵9號線電客車在晚上收車回庫時，車輛中心接車人員發(fā)現(xiàn)5車4軸有異響，車輛中心即刻安排扣車，并立即進行了庫內動車檢查，確認該軸在速度大于5km/h時有明顯的異響，初步判斷異響來源于牽引電機?！救蝿諏搿繝恳姍C的結構組成有哪些呢？思考：牽引電機的認知由電磁感應定律可知：導體切割磁力線將在導體中產生感應電動勢；由電磁力定律可知：通電導體在磁場內會產生電磁力。城市軌道交通車輛的牽引電動機就是利用這兩種電磁效應，實現(xiàn)電能與機械能的能量變換的。一、概述牽引電機的認知一、牽引電機分類1.結構直流傳動系統(tǒng)采用直流牽引電動機作為驅動電動機。由于直流串勵牽引電動機具有適合牽引需要的“牛馬”特性，即起動性能好、調速范圍寬、過載能力強、功率利用充分、控制簡單等優(yōu)點，因此在直流傳動系統(tǒng)中一直將其作為各種車輛的主要牽引動力。牽引電機的認知部位主要組成部件主要作用名稱部件組成使用材料定子主極主極鐵心熱軋軟鋼板疊制產生磁通，建立主磁場主極繞組漆包線或絕緣扁銅線換向極換向極鐵心熱軋軟鋼板疊制改善換向換向極繞組絕緣扁銅線補償線圈

絕緣扁銅線改善負載特性，改善換向磁軛

鑄鋼或熱軋軟鋼板疊制提供磁路轉子電樞電樞鐵心硅鋼片疊成產生電磁轉矩，實現(xiàn)機電能量轉換電樞繞組漆包線或絕緣扁銅線換向器（整流子）換向片含少量銀的銅合金提供電流、整流、換向串勵牽引電動機的結構及主要組成部件作用牽引電機的認知直流串勵牽引電動機的工作原理所示。定子主極繞組中通以直流電IL（勵磁電流）建立主磁場，轉子電樞繞組中流過電樞電流Ia，在磁場作用下電樞導體將受到電磁力F的作用，在此電磁力的作用下，電動機克服阻力開始旋轉，將電能轉換為電動機旋轉的機械能。

工作原理圖2-39直流串勵牽引電動機工作原理牽引電機的認知直流傳動控制系統(tǒng)組成與控制原理城市軌道交通車輛主傳動系統(tǒng)的工作過程為：接觸網或接觸軌的直流電（DC1500V或DC750V）經動車上的受流器引入車內，經斷路器、網側高壓電路、直流牽引電動機調速電路，再經接地回流裝置回電源負極。隨著電動機接入電源即行旋轉，電能轉換為機械能，牽引電動機產生的牽引轉矩經過齒輪傳動裝置傳遞到動車輪對實現(xiàn)牽引運行。直流傳動的城市軌道交通車輛，其調速控制方式一般有兩種基本形式：變阻控制和斬波調壓控制。牽引電機的認知一臺三相鼠籠式異步電動機的結構圖。它主要是由定子和轉子兩大部分組成，定轉子中間是氣隙。此外，還有端蓋、軸承、機座、風扇等部件。

圖

三相鼠籠式異步電動機組成部件（一）交流牽引電動機結構牽引電機的認知定子由定子三相繞組、定子鐵芯和機座組成。定子三相繞組是電機定子部分的電路，在異步電動機的運行中起著很重要的作用，是把電能轉換為機械能的關鍵部件。定子三相繞組的結構是對稱的，一般有六個出線端Ul、U2、Vl、V2、Wl、W2置于機座外側的接線盒內，根據(jù)需要接成星形（Y）或三角形（△），如圖2-48所示。

（a）星形（Y）（b）三角形（△）圖2-48三相鼠籠式異步電動機出線端定子牽引電機的認知（1）三相異步電機作為電動機運行三相異步電機作為電動機運行是其最普遍的工作狀態(tài)。三相電流流人三相定子繞組，產生旋轉磁勢，并在氣隙中產生相應的旋轉磁場。旋轉磁場也是以同步轉速n1在旋轉。由于旋轉磁場以n1轉速旋轉，轉子導體開始時是靜止的，故轉子導體將切割定子旋轉磁場而產生感應電動勢（感應電動勢的方向用右手定則判定）。由于轉子導體兩端被短路環(huán)短接，在感應電動勢的作用下，轉子導體中將產生與感應電動勢方向基本一致的感應電流。轉子的載流導體在定子磁場中受到電磁力的作用（力的方向用左手定則判定）。電磁力對轉子軸產生電磁轉矩，驅動轉子沿著旋轉磁場方向旋轉。

（a）示意圖（b）電動機運行（c）發(fā)電機運行（d）制動運行牽引電機的認知交流牽引電動機調速控制（一）異步電動機的轉速控制方法（1）U/f恒定控制可以在較大的速度范圍內輸出恒定轉矩。其特性與串勵直流電動機保持電樞和勵磁電流恒定、調節(jié)電壓改變速度的控制方法相同。從車輛的速度與電源頻率基本成正比，而車輛的速度與電動機的反電動勢也是正比關系來看，電源電壓應當與車輛的速度即電源頻率成正比，也就是保持U/f恒定。但是，逆變電路輸出電壓的最大值受電網電壓限制，采用這種控制方法得到的速度范圍不是無限的。它相當于應用串勵直流電動機的車輛用調節(jié)電阻來控制主電動機的端電壓得到的速度范圍。U/f保持恒定時，如果忽略定子的漏阻抗，則氣隙磁通和轉矩也不變。但是，當定子頻率廠降至一定數(shù)值以下時，雖然定子漏抗數(shù)值也相應減小，但定子電阻卻與頻率無關，此時定子電阻壓降影響大大增加，因而造成氣隙磁通迅速減小，轉矩隨之減小，所以用恒U/f運行時，低頻特性不夠滿意。為此，在低頻時要適當加大電壓，即增大U/f值以保持氣隙磁通不變。牽引電機的認知這是一種逆變電路的輸出電壓達到最大值后，僅改變逆變電路輸出頻率的控制方法。保持電壓和轉差頻率恒定，則轉矩與電源頻率的平方（即車輛速度的平方）基本成反比。這相當于串勵直流電動機的自然特性。（2）恒轉差頻率控制牽引電機的認知恒轉差頻率控制時，隨著速度增加，轉矩急劇下降；如果設計時轉差頻率對于最大值留有余地，則在速度增加的同時增加轉差頻率，可以防止轉矩下降過多。使轉差頻率與電源頻率成正比地增加，則轉矩與電源頻率，即車輛速度基本成反比，轉矩的下降幅度比恒轉差頻率控制方式小。隨著電源頻率增加，對應于轉矩最大值的轉差頻率變小，所以，轉差頻率不能取得過大。此時，電源電壓恒定、轉差頻率與電源頻率成正比，輸入電流基本恒定，稱為恒功率控制。這種方式等效于串勵直流電動機的削弱磁場控制。（3）恒功率控制牽引電機的認知U/f恒定控制時，即使逆變電路輸出電壓為最大，如果輸出電流、轉差頻率到最大轉矩對應點時還有裕量，可以用恒轉矩控制擴大速度范圍。電壓恒定而增加轉差頻率，則使轉差頻率與旋轉磁場頻率的平方成正比地增加。但如前所述，轉差頻率增加的范圍十分有限，增加的速度范圍比較窄。（4）恒電壓控制牽引電機的認知【實踐任務】維修內容方法工裝工具材料技術要求(作業(yè)標準)檢查結果1.清潔牽引電動機外觀清潔操作軟毛刷，無紡布，吸塵器，壓縮空氣，扭力扳手，螺絲刀

2.潤滑牽引電動機軸承潤滑操作潤滑油嘴適配器，注潤滑油油槍，MOBIUTHSHC220潤滑油脂

3.測量絕緣電阻測量操作兆歐表

4.牽引電動機主要緊固件復扭檢查操作扭力扳手

5.測量牽引電動機速度傳感器間隙測量操作塞尺

牽引電機的認知【知識拓展】城市軌道交通車輛直線電動機1.直線異步電動機結構直線異步電動機由定子和轉子組成，定子由帶齒槽的電工鋼片疊成，定子槽里嵌有繞組；轉子大多采用由非磁性體（銅板或鋁板）和磁性體（鋼板）構成的復合金屬板，以兼具兩者優(yōu)點。由于在運行時初級與次級之間要作相對運動，可以是定子移動，也可以是轉子移動，為保證兩級之間的磁耦合，在制造時將初級與次級制造成不同長度。若初級短、次級長，就稱為短初級長次級；若初級長、次級短，就稱為長初級短次級。從制造成本和運行費用考慮，一般采用短初級長次級。次級只有感應電流的流動，不需要外界供電。初級和次級導體之間有一定距離即氣隙，一般直線電動機的氣隙要比旋轉電動機的氣隙大。牽引電機的認知2.直線異步電動機的原理a）旋轉感應電動機b）直線感應電動機圖2-53感應電動機的基本工作原理圖1—定子2—轉子3—磁場方向4—初級5—次級6—行波磁場牽引電機的認知直線牽引電動機特點及應用1）效率和功率因數(shù)低（一般取0.6-0.65）。通常直線異步電動機的極距氣隙比值要比旋轉異步電動機大一倍左右。初級和次級之間的氣隙大，需要的磁化電流大，所以空載電流大；邊緣效應特別是縱向邊緣效應減小了驅動推力，增大了損耗。2）除驅動推力外，直線電動機初級和次級間有吸引力，因而必須增加構架強度。3）應滿足長距離保持一定氣隙的精度要求。牽引電機的認知（2）缺點直線牽引電動機特點及應用1）直線電動機最主要的優(yōu)點是直接產生直線運動而不需要中間轉換裝置。2）起動推力大，可實現(xiàn)大范圍的加速和減速，零部件不受離心力的作用，直線速度不受限制。3）直線電動機的初級和次級的結構都很簡單，特別是次級，有時甚至可直接利用部分設備本體或運行軌道?？稍跅l件惡劣（潮濕、粉塵、有害氣體）的環(huán)境中使用。4）總體結構簡單，扁平形部件高度低；噪聲小，自重輕，維修容易。5）短初級平板形直線電動機的次級長，因而散熱面積大，材料的熱負荷可以取得較高。牽引電機的認知

（1）優(yōu)點制動電阻器的認知7制動電阻器的認知制動電阻器的認知某城市地鐵列車，正線運營時偶發(fā)牽引逆變器故障，嚴重影響了車輛安全運營。技術人員對牽引系統(tǒng)各設備進行全面檢查時，發(fā)現(xiàn)制動電阻箱內個別電阻排塌陷或嵌件凸出。【任務導入】思考：制動電阻器的安裝在城軌車輛的什么位置？制動電阻器的認知【學習任務】制動電阻箱采用六角頭螺栓吊掛安裝于動車底架下方。

圖2-54制動電阻器在B車與C車上的安裝位置（一）制動電阻器的安裝位置制動電阻器的認知制動電阻器用于地鐵列車的電阻制動，如果列車制動，接觸網不能再吸收能量，制動能量將被轉化成熱能消耗在制動電阻上；制動電阻采用強迫風