城市軌道交通車輛電氣控制機械工業(yè)出版社同名教材

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常玉華lzfx123@163.com

項

目

一城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)構成學習目標1.項目描述2.拓

展

任務4.

任務一城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)基礎描述

任務二

城市軌道交通車輛控制系統(tǒng)部件功能

任務一

城市軌道交通車輛控制系統(tǒng)部件功能學習

任務3.

學習目標：1．掌握城市軌道交通車輛電氣控制原理；2．掌握牽引與電制動的控制原理；3．會進行城市軌道車輛受力和列車運行工況；4．掌握牽引力和制動力的形成；5．了解空轉和滑行的形成，會進行車輛空轉和滑行的保護處理；6．掌握牽引動力裝置的結構和工作原理；7．了解城軌車輛電器結構原理。10:32:19實踐練習：

課上與課下結合、書面與實踐結合、基礎與綜合結合（課業(yè)）

操作練習：

1）在實訓室完成對城軌交通車輛電氣控制系統(tǒng)的認識和對其作用了解。

2）通過模擬操作受電弓，了解受電弓的升弓和降弓氣路工作過程。

根據(jù)受電弓圖片，標出受電弓各部件的名稱，說明其作用。

3）根據(jù)自己對牽引的了解，畫出城軌車輛牽引系統(tǒng)能量轉換過程圖。

書面練習：

1）說明城市軌道交通車輛控制的原理。

2）簡介城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)組成。

3）以A型車為例，列表說明城市軌道交通地鐵車輛電氣設備布置。

項目描述（1）：城市軌道交通車輛最根本的任務：運輸完成運輸任務的關鍵：車輛的運行速度及其控制控制系統(tǒng)作用：根據(jù)運營系統(tǒng)給出的命令

對各功能子系統(tǒng)進行調控?？刂葡到y(tǒng)類型:牽引控制、制動控制控制系統(tǒng)控制方法：數(shù)學模型化、傳統(tǒng)的PID調節(jié)、

人工智能原理的各種控制方法

10:32:19人機界面作用：駕駛員可隨時了解整個列車的運行狀態(tài)和各主要單元部件的工作狀態(tài)，必要時人工干預。

人機界面組成：系統(tǒng)操作軟件、微機控制系統(tǒng)、總線控制電氣控制系統(tǒng)功能：實現(xiàn)列車自動駕駛系統(tǒng)ATO、列車自動控制系統(tǒng)ATC、列車自動保護系統(tǒng)ATP、列車自動監(jiān)控系統(tǒng)ATS、

列車通信控制TCC等全自動控制電氣控制系統(tǒng)組成：主牽引傳動系統(tǒng)、輔助電源系統(tǒng)、

牽引/制動控制系統(tǒng)、車門控制系統(tǒng)

10:32:19項目描述（2）：圖1-1城市軌道交通車輛控制原理圖10:32:19牽引電動機鋼軌列車平動動輪拓展任務

城軌車輛運行工況與受力分析一、城軌車輛輪軌間的作用10:32:19采用輪軌技術的城軌車輛其運行工況依賴于車輪和鋼軌的相互作用力。粘著與蠕滑理論齒輪傳動粘著作用10:32:19粘著

正壓力Pi作用下，車輪和鋼軌的接觸部分緊壓在一起，切向力Fi使車輪上的O’點向左運動的趨勢，車輪作用于鋼軌的力fi’。鋼軌與車輪間的摩擦引起向右的靜摩擦力fi（輪周牽引力）大小：fi=Fi方向：相反因正壓力而保持輪軌接觸處相對靜止的現(xiàn)象稱為“粘著”軸重牽引轉矩任務2拓展任務圖1-20動輪對受力分析10:32:19蠕滑

在動輪正壓力的作用下，輪軌接觸處產生彈性變形，形成橢圓形的接觸面。

微觀看兩接觸面粗糙不平。切向力的作用，動輪在鋼軌上滾動時，車輪和鋼軌的粗糙接觸面產生新彈性變形，接觸面間出現(xiàn)微量滑動，即“蠕滑”。式中：ν—動輪的前進速度

ω—動輪轉動的角速度

拓展任務10:32:19粘著系數(shù)（1）動輪踏面與鋼軌表面狀態(tài)（2）線路質量（3）車輛運行速度和狀態(tài)（4）動車有關部件的狀態(tài)影響粘著系數(shù)的決定因素改善提高粘著系數(shù)措施計算粘著系數(shù)拓展任務10:32:19粘著定律拓展任務二、城軌車輛運行受力分析牽引：作用在列車上的力有機車牽引力F和列車運行阻力W，其合力為F-W，列車啟動加速。惰行：作用在列車上的力只有列車運行阻力W，其合力為-W，列車慣性運行。制動：作用在列車上的力有機車制動力B和列車運行阻力W，其合力為-（B+W），列車減速。

城軌列車運行中若只考慮列車沿軌道前進方向的作用力，直接影響其運行的力有三種即：機車牽引力、列車運行阻力、列車制動力。列車運行的三種工況拓展任務10:32:19牽引力定義由鋼軌沿列車運行方向加于動輪輪周上的切向外力FK就是列車的輪周牽引力，簡稱列車牽引力。影響因素一是轉矩二是輪軌相互作用機車牽引力是由傳動裝置引起的與列車運行方向相同的外力，是使列車發(fā)生運動和加速的力。駕駛員可以控制。拓展任務10:32:19城軌車輛速度的形成拓展任務10:32:19阻力

列車運行阻力是：列車運行中由于各種原因自然發(fā)生的與列車運行方向相反的外力。

它是：阻止列車發(fā)生運動或是使列車自然減速。

駕駛員不能控制。

根據(jù)阻力引起的原因分為：基本阻力、附加阻力拓展任務10:32:19（1）基本阻力產生基本阻力的主要因素有：①滾動軸承及車輛各摩擦處之間的摩擦②車輪與鋼軌間的滾動的滾動摩擦和滑動摩擦③沖擊和振動引起的阻力④空氣阻力

公式：W

=a+bv+cv2(N/kN)

廣州地鐵：W=27+0.0042V2（N/t）

天津輕軌：

拓展任務10:32:19（2）附加阻力

列車上坡、曲線、起動等發(fā)生在特定的情況下的阻力。

①

坡道阻力Wi：由列車重力產生的沿坡道斜面的分力。②

曲線阻力：列車通過曲線時增加的阻力就是曲線阻力。

引起曲線阻力的原因有：車輪對于鋼軌的橫向及縱向滑動；輪緣與外軌頭內側的摩擦；滾柱軸承的軸端摩擦；中心銷及中心銷座因轉向架的回轉而發(fā)生的摩擦。曲線阻力與許多因素有關，如：曲線半徑、運行速度、外軌超高、車重、軸距、踏面的磨耗程度等。③

起動阻力拓展任務10:32:19制動力

制動力：由制動裝置引起的與列車運行方向相反的外力。

作用：使列車產生較大的減速度降速或制停列車或防溜。

駕駛員可以控制。地鐵車輛有兩套制動系統(tǒng)：電制動（為主）空氣制動（摩擦制動）停車和緊急制動時采用拓展任務10:32:19制動力形成閘瓦壓力K作用使閘瓦和踏面間產生滑動摩擦力，用力偶（Bi、Bi‘）代替轉矩Mb

，切向力Bi將引起鋼軌對車輪的靜摩擦反作用力bi，車輪作用于鋼軌的力bi’鋼軌與車輪間的摩擦引起向左的靜摩擦力bi（制動力）大?。篵i=Bi方向：相反制動力也是“粘著力”閘瓦閘瓦壓力制動轉矩拓展任務10:32:19制動力的調節(jié)：改變閘瓦壓力，

但不得大于粘著條件所允許的最大值。抱死——閘瓦壓力大于粘著力，車輪會被抱死?；小囕喤c鋼軌間產生相對滑動，此時車輪的制動力

將變?yōu)榛瑒幽Σ亮??；形：Γ夯袝r制動力大為降低，制動距離增加；

擦傷