3+牵引与传动

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1、第3章电力牵引与传动3.1概述3.3牵引供电系统3.3直流电力牵引传动系统3.4交流电力牵引传动系统3.5广州地铁一号线车辆牵引系统3.1概述一、轨道车辆电力牵引发展简介电力牵引是一种以电能为动力牵引车辆前进的牵引方式。轨道车辆通过受流器从架空接触网或第三轨（输电轨）接收电能，通过车载的变流装置给安装在转向架上的牵引电机供电，牵引电机将电能转变成机械能，机械能通过齿轮传给轮对，驱动轮对在轨道上运动带动车辆前进。二、轨道交通电力牵引传动系统的主要类型轨道交通电力牵引供电制式：直流：600、750、1500、3000V交流：6250、15000、25000V轨道交通电力牵引传

2、动系统分为：1、直流电力牵引传动系统（1）直流—直流（2）交流—直流2、交流电力牵引传动系统（1）直流—交流（2）交流—直流—交流早期的电力牵引的轨道车辆采用直流电动机。直流电动机存在体积大、结构复杂、工作可靠性差、制造成本高、维修麻烦的缺点。随着交流电机控制理论和大功率电力电子元器件制造技术的发展，采用交流电机牵引的交流传动技术迅速崛起，使轨道车辆电力牵引技术上了一个新台阶。三、电动车组牵引特性电动车组在每个站间区间内，从启动加速运行到制动减速最后停车其速度和牵引力的变化曲线见下图。电动机的特性应满足列车牵引特性的要求。第一节概述3.2牵引供电系统1．供电系统的构成城市

3、轨道交通的供电系统是列车运行的动力源，它是由电力源、供电线路、主(降压)变电站、牵引变电所、降压变电所、接触网、电力监控系统、车站及区间动力照明系统、杂散电流防护系统、防雷设施和接地系统等部分组成。1)电力源及主变电站城市轨道交通的电源可以来自国家电网或发电站(厂)。由于城市轨道交通系统位于城市区域内，这里有国家电力系统的区域变电站，因此多数城市轨道交通系统可从区域变电站得电，其电压一般为10~35kV。如果区域变电站的负荷有限，则需为城市轨道交通系统专设主(降压)变电站，将国家电网的高压(110～220kV)降为中压(10～35kV)，并通过牵引供电网络将电能分配到每一

4、个牵引变电所和降压变电所。从发电厂(站)经升压、高压输电线到区域变电站(如可供轨道交通使用)或主(降压)变电站的部分，通常被称为供电系统的“外部供电系统"，也称“一次供电系统”；从主(降压)变电站及其以后的部分统称为“牵引供电系统”。2)输电线电流经输电线从电站传送到用电地区。电流(I)传送过程中会因导线电阻(R)的存在而产生能量损失(I2R)及电压损失(IR)。如果功率不变，电压增加，电流就减小，所以，高压传输能量损失小；但是，电压提高，也会提高电线绝缘和支柱的费用，以及升压变电所和降压变电所的费用。因此传送电压需要进行综合技术经济比较。我国国家电网的传送电压为110~

5、220kV。3)牵引变电所牵引变电所的任务就是将电力系统提供的三相工频交流电通过变压、变相或变流转变为本线电动车辆可用的电源。根据电流制的不同，牵引变电所又分为直流牵引变电所和交流牵引变电所。城市内的地铁、轻轨网络多采用直流牵引制式，只有少数延伸至远郊的城市铁路(如中国香港九广铁路、日本东京常盘线等)为了与区域铁路共线运营则会采用交流牵引制式。城市轨道交通采用直流供电制式是因为城市轨道交通运输的列车功率并不是很大，其供电半径（范围）也不大，因此供电电压不需要太高，还由于直流制比交流制的电压损失小（同样电压等级下），因为没有电抗压降。另外由于城市内的轨道交通，供电线路都处在

6、城市建筑群之间，供电电压不宜太高，以确保安全。基于以上原因，世界各国城市轨道交通的供电电压都在直流550～1500V之间。直流牵引变电所将中压电降压整流后变成供轨道交通列车使用的直流电源，再通过沿线架设的接触网供给运行中的列车。现在，国际电工委员会拟定的电压标准为600V、750V和1500V三种，后两种为推荐值。我国国家标准也规定为750V和1500V。以北京和天津为代表的北方地区采用DC750V供电电压制式，允许电压波动范围为DC500V～DC900V，第三轨受流；以上海和广州为代表的南方地区采用DC1500V供电电压制式，允许电压波动范围为DC1000V～DC180

7、0V，架空接触网受电弓受流。从减少电能损失和电压降，延长供电距离以降低牵引变电站的数量及投资，以及从降低受流接触网的悬挂重量、降低结构复杂性及投资而言，采用DC1500V的牵引供电电压制式比采用DC750V的牵引供电电压制式要经济得多。高耐压电力电子变流器件的发展，为采用DC1500V供电的城市轨道交通牵引传动系统提供了可靠的技术保障。因此，今后我国的城市轨道交通牵引传动系统的供电电压制式的发展趋势应该是逐步采用统一的DC1500V。5)接触网接触网是将牵引变电所的电源传送给电动车辆的导体。电动车辆通过受电弓(或受流器、集电靴