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1、城市轨道交通电力牵引,本课程的主要内容：牵引理论基础牵引电动机与运行电力电子器件的原理与应用斩波电路和逆变电路控制与故障检测车辆电器设备,第一章 牵引理论基础,第一节 粘着、牵引与制动第二节 空转与滑行、粘着的控制第三节 牵引参数的选择,第一节 粘着、牵引与制动,一、动轮与钢轨间的粘着,1、电力机车的工作原理2、粘着3、蠕滑,粘着,1、引入 分析见教材图1-1 动轮对受力分析2、概念 由于正压力而保持动轮与钢轨之间接触相对静止的现象称为粘着。3、影响因素,粘着力的最大值与动轮对的正压力成正比，其比例常数称为粘着系数，用u表示，即 fmax=uPi 上式表明，在轴重一定的条件下，钢轨间的最大粘着
2、力由抡轨间粘着系数的大小决定。粘着系数是由轮轨间的物理状态确定的。加大每轴的正压力，即轴重，可以提高每轴牵引力，但轴重受钢轨、路基、桥梁等限制。,4、空转 因驱动转矩过大，破坏粘着关系，使轮轨间出现相对滑动的现象，称为“空转”。动轮出现空转时，轮轨间只能依靠湖动磨镲力传递动切力，传递切向力，传递切向力的能力大大削弱，同时造成动轮踏面的擦伤。因此，牵引运行应尽量防止出现动轮的空转。,蠕滑,1、概念 由于切向力的作用，动轮在钢轨上滚动时，车轮和钢轨的粗糙接触面产生新弹性变形，接触面间出现微量滑动，即“蠕滑”。2、原因：压缩,3、分析图1-2 牵引工况轮轨（接触面的弹性变形）两区：滚动区和滑动区,牵
3、引力的形成及限制,形成：牵引电机的转矩 限制：受粘着条件的限制 若各动轴驱动转矩归算到轮轨的作用力之和超出公式限制时，粘着条件相对较差的动轮就会产生空转，动车的牵引力就立即下降。,粘着系数与改善粘着的方法,影响粘着系数的重要因素 1、动轮踏面与钢轨表面状态 2、撒沙 3、线路质量 4、车辆运行速度和状态 5、动车有关部件的状态,改善粘着的方法,一是修正轮轨表面接触条件，改善轮轨表面不清洁状态；二是试法改善轨道车辆的悬挂系统，以减轻轮对减载带来的不利影响 常用的措施：撒沙、清洗轨道、打磨钢轨，改进匝瓦材料如用增粘匝瓦，改善车辆悬挂减少轴重转移。,制动力的形成,定义：为了降低列车运行速度或停车，利
4、用制动装置产生与列车运行方向相反的外力称为制动力 制动的方法：摩檫制动：包括匝瓦制动和盘式制动 电气制动：包括电阻制动和再生制动 电磁制动：包括磁轨制动和涡流制动,产生,1、原因：摩檫制动和电气制动都是通过轮轨粘着产生制动力 2、分析产生过程 见图1-4,第二节 空转与滑行、粘着控制,一、空转与滑行的产生与防止（一）空转与滑行的产生 1、当动轮对的牵引力大雨最大粘着力时，轮对就发生空转。空转时，轮对的转速迅速上升，若任其扩展往往可能在数秒或略长的时间内超出构造速度。2、使得动车的牵引力下降，而且会使轮对的踏面严重擦伤，引起“扫膛”,（二）防空转设计,1、主电路的防空转设计（1）牵引电动机全并联
5、结构（2）采用机械特性硬的牵引电动机2、传动系统防空转设计（1）采用单电机转向架传动系统机械走行部分采用低位牵引，以及采用合适的悬挂系统等措施,二、粘着控制,（一）粘着控制的必要性（二）粘着控制分类,按控制类型分类,校正型粘着控制系统 蠕滑率控制型控制系统,按被控对象分类,集中控制：这种控制方式是一个粘着控制系统控制整辆制动车 分散控制：这种控制方式也叫单轴控制，即每一动轴单独控制。,第三节 牵引参数的选择,城市轨道交通车辆的运行特点：与干线列车相比，城市轨道交通车辆的运行特点是站距短而旅行速度 较高。制动一般采用再生制动和电阻制动相结合的电制动优先、空电制动联合 制动方式，保证在制动系统允许的条件下尽可能得到大的制动减速度,二、轴功率的计算,轴功率的计算公式：PA=NAMA/D其中MA轨道交通车辆的车重NA单位重量所需功率D动轴数,三、起动加速度的选择,（一）起动加速度（a）与单位重量所需功率（NA）的关系 见图1-8（二）起动加速度（a）与开行时间（tK）的关系 见图1-9（三）轴功率（PA）与区间运行时间（t）的关系 见图1-10，11,第二章 牵引电动机与运行,直流牵引电动机交流牵引电动机直线牵引电动机,
