1、城 市 軌 道 交 通 車 輛 電 氣 控 制,機(jī)械工業(yè)出版社同名教材配套電子課件,制 作：華平 唐春林 常玉華 E-mail：,1,學(xué)習(xí)交流PPT,項(xiàng) 目 四 城市軌道交通車輛輔助供電系統(tǒng),2,學(xué)習(xí)交流PPT,任務(wù)1 車輛輔助系統(tǒng)設(shè)備,任務(wù)2 城軌交通車輛 輔助系統(tǒng)維護(hù),任務(wù)2 實(shí)例分析輔助電路工作,任務(wù)1 靜止逆變器的控制,任務(wù)3 城軌交通車輛 蓄電池應(yīng)用與控制,3,學(xué)習(xí)交流PPT,學(xué)習(xí)目標(biāo)：,1掌握城軌車輛輔助供電系統(tǒng)的基本類型； 2掌握城軌車輛輔助供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成； 3掌握城軌車輛輔助供電系統(tǒng)的選用原則； 4掌握城軌車輛中、低壓供電電路的邏輯分析； 5會(huì)分析城軌車輛照明電路的工作原理

2、與控制邏輯； 6掌握城軌車輛應(yīng)急供電的工作原理； 7會(huì)分析城軌車輛正常受流供電和車間供電的邏輯關(guān)系； 8了解城軌車輛靜止逆變器的控制； 9熟悉城軌車輛輔助系統(tǒng)的維護(hù)與保養(yǎng)； 10. 掌握蓄電池結(jié)構(gòu)、功能及其應(yīng)用； 11. 了解蓄電池充電器的結(jié)構(gòu)、功能與原理。,4,學(xué)習(xí)交流PPT,項(xiàng)目描述（一）：,輔助系統(tǒng)的功能： 為空調(diào)、通風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)，蓄電池充電器及照明等輔助設(shè)備供電。 輔助系統(tǒng)的供電方案：兩種。 旋轉(zhuǎn)式電動(dòng)發(fā)電機(jī)組供電 靜止式輔助逆變電源,5,學(xué)習(xí)交流PPT,項(xiàng)目描述（二）：,輔助系統(tǒng)供電方案：旋轉(zhuǎn)式電動(dòng)發(fā)電機(jī)組供電、靜止式輔助逆變電源,旋轉(zhuǎn)式電動(dòng)發(fā)電機(jī)組供電 電動(dòng)機(jī)從受電裝置獲取直流電源

3、，發(fā)電機(jī)輸出三相交流電壓 向負(fù)載供電；對(duì)于直流DC110V和DC24V部分的用電設(shè)備， 仍需通過(guò)三相變壓器和整流裝置變換后提供電源。 特點(diǎn)：機(jī)組設(shè)備體積大、輸出容量小、效率低，而且電源易 受直流發(fā)電機(jī)組工況變化的影響，輸出電壓波動(dòng)大，可靠性 較差。 應(yīng)用車型：傳統(tǒng)的城市軌道交通車輛上常采用此供電方案。,6,學(xué)習(xí)交流PPT,項(xiàng)目描述（三）：,靜止式輔助逆變電源 直接從城軌車輛受流裝置受電，經(jīng)DC/ DC斬波變換后向三 相逆變器提供穩(wěn)定的輸入電壓，VVVF變頻調(diào)壓控制，逆變 器輸出三相交流電壓。 特點(diǎn)：輸出電壓的品質(zhì)因數(shù)好、電源使用效率高、工作性能 安全可靠。 應(yīng)用車型：近年京、滬、廣等城市引進(jìn)的

4、城軌車輛上采用。,輔助系統(tǒng)供電方案：旋轉(zhuǎn)式電動(dòng)發(fā)電機(jī)組供電、靜止式輔助逆變電源,7,學(xué)習(xí)交流PPT,8,學(xué)習(xí)交流PPT,9,學(xué)習(xí)交流PPT,學(xué)習(xí)任務(wù)：,任務(wù)一 車輛輔助系統(tǒng)設(shè)備,任務(wù)流程,10,學(xué)習(xí)交流PPT,有的車上因所有輔助設(shè)備都用自然風(fēng)冷，不設(shè)通風(fēng)機(jī),輔助供電系統(tǒng)：輔助逆變器、低壓電源裝置、蓄電池和相關(guān)電氣 設(shè)備以及隔離開關(guān)、接觸器、故障轉(zhuǎn)換裝置等。,1輔助逆變器 輔助逆變器又稱靜止逆變器，是一種將直流電壓變換為三相 50Hz，380V/220V交流電源的能量變換設(shè)備。 主要負(fù)載包括空調(diào)設(shè)備、空氣壓縮機(jī)、通風(fēng)機(jī)、擋風(fēng)玻璃除 霜器、方便插座、客室照明及刮雨器等。,有的車上客室照明、雨刮器用

5、DC110V供電,任務(wù)流程1 車輛輔助系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成,11,學(xué)習(xí)交流PPT,輔助逆變器技術(shù)要求：,GB-12668中規(guī)定：在額定輸出電流下連續(xù)工作時(shí)，允許施加非周期性過(guò)載，對(duì)額定容量小于或等于100kVA的裝置，過(guò)載能力150時(shí)為1min ；對(duì)額定容量大于100kVA的裝置，過(guò)載能力130時(shí)為30s。,12,學(xué)習(xí)交流PPT,2直流電源 直流DC110V電源，車輛上控制電路的供電電源。同時(shí)兼 作蓄電池充電器，正常工作時(shí)對(duì)蓄電池充電。 隔離變壓器 保證電氣設(shè)備及操作人員的安全，將高壓用電設(shè)備與低壓用電設(shè)備，尤其是需要人工操作的設(shè)備，進(jìn)行電氣隔離。通過(guò)設(shè)計(jì)不同匝數(shù)比來(lái)滿足不同的電壓等級(jí)。,13,學(xué)習(xí)交

6、流PPT,4蓄電池,組 成：5個(gè)單節(jié)/格 16格共80節(jié)蓄電池串聯(lián)而成蓄電池組 安裝位置：A車下的蓄電池箱內(nèi) 參 數(shù)：纖維結(jié)構(gòu)電極的鎳鎘堿性蓄電池 標(biāo)稱電壓1.23V/節(jié)。蓄電池組容量120Ah，工作壽命20年 作 用：DC110V的備用電源,圖4-1 蓄電池檢查,14,學(xué)習(xí)交流PPT,緊急負(fù)載包括：緊急照明，頭燈、尾燈、狀態(tài)燈及位置燈，通信設(shè)備，空調(diào)50%的緊急通風(fēng)，以及相應(yīng)的接觸器和繼電器。,工作模式： 主供電系統(tǒng)接通前，為蓄電池預(yù)備模式，給列車激活供電。 直流電源正常工作時(shí)，蓄電池組被A車電源浮充電，作電路濾波 裝置，改善直流電源供電質(zhì)量。 直流電源故障時(shí)，蓄電池轉(zhuǎn)入緊急工作模式，為緊急

7、負(fù)載供電 一般規(guī)定：在隧道中運(yùn)行車輛要保證供電45min，在地面或高架運(yùn)行車輛要保證供電30min。 。,15,學(xué)習(xí)交流PPT,4蓄電池應(yīng)急啟動(dòng)電池,自舉電池：90節(jié)串聯(lián)，蓄電池組容量4Ah，短時(shí)工作，每18個(gè)月更換 使用場(chǎng)合：當(dāng)主蓄電池電壓小于77V時(shí)，A車逆變器無(wú)法正常起動(dòng)， 用應(yīng)急起動(dòng)電池升起受電弓，以起動(dòng)A車逆變器。 注 意：逆變器緊急起動(dòng)每次1min，允許啟動(dòng)5次。,16,學(xué)習(xí)交流PPT,輔助系統(tǒng)的構(gòu)成方案 （1）斬波器穩(wěn)壓再逆變，變壓器降壓隔離； （2）三點(diǎn)式逆變器逆變，變壓器降壓隔離； （3）電容分壓雙重逆變，隔離變壓器構(gòu)成12脈沖； （4）二點(diǎn)式逆變器逆變，濾波器與變壓器降壓隔

8、離； （5）直直變換，高頻變壓器隔離再逆變。,任務(wù)流程2 輔助電路類型,17,學(xué)習(xí)交流PPT,（1）通過(guò)靜止逆變器，50Hz隔離降壓變壓器降壓再 整流濾波來(lái)實(shí)現(xiàn)； （2）通過(guò)直直變換器，經(jīng)高頻變壓器隔離，再整 流濾波得到DC110V電源。,比較：（2）是獨(dú)立的，與靜止逆變器無(wú)關(guān)，也就不受逆變器的影響，在供電功能方面有一定好處，但因需要獨(dú)立的直流電源，增加了輔助系統(tǒng)成本。,2. DC110V電源構(gòu)成方案,18,學(xué)習(xí)交流PPT,3.1分散供電：每單元配備多個(gè)靜止逆變器供電方式,每節(jié)車輔助逆變器容量7580kVA，DC110V電源功率約25kW,3.輔助系統(tǒng)設(shè)備的供電方式,地鐵車輛（2M1T，6節(jié)編

9、組）,19,學(xué)習(xí)交流PPT,3.1分散供電：每單元配備多個(gè)靜止逆變器供電方式,每單元配置2臺(tái)靜止逆變器，容量120kVA/臺(tái)，且每臺(tái)含有DC110V電源，功率12kW。,法國(guó)Alston地鐵車輛,20,學(xué)習(xí)交流PPT,3.2 集中供電：每單元配備一個(gè)靜止逆變器的供電方式,每單元配置1臺(tái)靜止逆變器，容量250kVA/臺(tái)，且每臺(tái)含有DC110V電源，功率25kW。,3.輔助系統(tǒng)設(shè)備的供電方式,國(guó)外某型地鐵車輛,21,學(xué)習(xí)交流PPT,每單元配置1臺(tái)靜止逆變器，容量140kVA/臺(tái)。,3.2 集中供電：每單元配備一個(gè)靜止逆變器的供電方式,輕軌車輛 1M1T 4輛編組,22,學(xué)習(xí)交流PPT,分散供電和集

10、中供電方式優(yōu)缺點(diǎn)： 分散供電冗余度大，均衡軸重好配置，但造價(jià)大 些，且總重也高些。 集中供電冗余度小，每軸配重難以一致，但相對(duì) 而言，總重和成本低些。因此從冗余度與軸重均衡 方面衡量，分散供電方式在地鐵車輛中較常見。,23,學(xué)習(xí)交流PPT,變壓器隔離方案 50Hz變壓器隔離和高頻變壓器隔離兩種方式： 50Hz變壓器實(shí)現(xiàn)一次側(cè)與二次側(cè)電路的隔離，即 高電壓與低電壓的隔離。但其體積與重量較大。 高頻變壓器采用高頻磁心（鐵芯），體積與重量 可成倍地減小，目前大都采用進(jìn)口的鐵氧體磁心 或鐵基微晶合金的磁心（鐵芯）。,24,學(xué)習(xí)交流PPT,（一）城市軌道車輛中常見的輔助逆變器電路形式,輔助逆變器電路形式

11、一,圖4-2 1-線路濾波器 2-升降壓斬波器 3-濾波器 4-逆變器 5-交流濾波器 6-隔離變壓器 7-二極管整流橋 8-帶中點(diǎn)的AC380V電源 9-輸出濾波器,任務(wù)流程3 輔助電路原理與選用原則,25,學(xué)習(xí)交流PPT,（一）城市軌道車輛中常見的輔助逆變器電路形式,輔助逆變器電路形式二,CHO為升/降壓器：作用一是穩(wěn)定逆變器輸入電壓，另一對(duì)逆變器進(jìn)行保護(hù)。 INV為逆變器：采用PWM調(diào)制，開關(guān)頻率2.5kHz。 FIL為電感電容濾波網(wǎng)絡(luò)。 T0隔離變壓器：-Y連接，輸出三相四線電壓AC380V, 50 Hz。 T1、T2變壓器：由AC380V供電，經(jīng)降壓、整流濾波后輸出DC110V和DC

12、24V。,26,學(xué)習(xí)交流PPT,輔助逆變器電路形式三,圖4-4,（一）城市軌道車輛中常見的輔助逆變器電路形式,27,學(xué)習(xí)交流PPT,輔助逆變器電路形式四,（一）城市軌道車輛中常見的輔助逆變器電路形式,28,學(xué)習(xí)交流PPT,輔助逆變器電路形式五,圖4-6,（一）城市軌道車輛中常見的輔助逆變器電路形式,29,學(xué)習(xí)交流PPT,圖4-7 輔助逆變器的電路形式六,雙重逆變器：兩臺(tái)逆變器和組式變壓器DY和Dz共同構(gòu)成。雙重逆變器由相位互差30的兩套pwm脈沖模式錯(cuò)相控制。 組式變壓器，一次側(cè)均為匝數(shù)相同的三角形繞組，二次側(cè)不相同。Dz型變壓器二次側(cè)有6個(gè)繞組，DY型變壓器二次側(cè)繞組只有3個(gè)繞組，兩變壓器二

13、次側(cè)繞組匝數(shù)呈倍數(shù)關(guān)系，串聯(lián)連接。 特點(diǎn)：具有逆變器主管阻斷耐壓降低一半，開關(guān)頻率、開關(guān)損耗低及輸出電壓諧波小等優(yōu)點(diǎn)。 應(yīng)用：廣州地鐵一號(hào)線輔供電系統(tǒng)采用,（一）城市軌道車輛中常見的輔助逆變器電路形式,30,學(xué)習(xí)交流PPT,形式六是將兩個(gè)變壓器次側(cè)輸出疊加，是電路疊加； 形式七則是磁路疊加。逆變器的輸出電壓都有一個(gè)相位差，這樣疊加后輸出側(cè)電壓波形的低次諧波小，對(duì)濾波器要求低。,（一）城市軌道車輛中常見的輔助逆變器電路形式,圖4-8 輔助逆變器的電路形式七,31,學(xué)習(xí)交流PPT,形式八和九中都采用高頻逆變技術(shù)可以大大縮小隔離變壓器的體積，但變壓器的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)要求較高。,（一）城市軌道車輛中常

14、見的輔助逆變器電路形式,32,學(xué)習(xí)交流PPT,（二）輔助電路的選擇,1變流器系統(tǒng) 兩種形式： 1）直接逆變 -目前變流器系統(tǒng)一般都采用的方式。 2）先斬波后逆變 -先升壓斬波后逆變，用在DC750V系統(tǒng)。 -先降壓斬波后逆變，用在DC l 500V系統(tǒng)。,33,學(xué)習(xí)交流PPT,（二）輔助電路的選擇,1）單臺(tái)逆變器-普遍采用的形式 器件：網(wǎng)壓1500V，容量約200kVA的輔助逆變器，一般使用3300V400A 的IGBT元件 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠， PWM調(diào)制控制，可使輸出電壓的諧波含量在限制值以內(nèi)。 2）兩臺(tái)逆變器串聯(lián)-基本不再采用 優(yōu)點(diǎn)：逆變器可用低壓 IGBT元件。另外，通過(guò)控制逆變器輸

15、出電壓的相位差，減少變壓器輸出電壓諧波，提高基波含量，從而減小濾波器的體積和質(zhì)量。 缺點(diǎn)：電路較復(fù)雜。,34,學(xué)習(xí)交流PPT,任務(wù)流程：,任務(wù)二 實(shí)例分析輔助電路工作,35,學(xué)習(xí)交流PPT,上海地鐵2、4線輔助逆變?cè)黼娐?從逆變器電路原理應(yīng)用分析（一）,原理：逆變降壓穩(wěn)壓后逆變。,（一）輔助電路在城市軌道交通列車中的應(yīng)用,36,學(xué)習(xí)交流PPT,上海地鐵3號(hào)線和輕軌，廣州1、2、3線，武漢輕軌和天津輕軌濱海線輔助逆變?cè)黼娐?從逆變器電路原理應(yīng)用分析（二）,原 理：直接逆變。 開關(guān)器件: 采用大功率GTO，IGBT或IPM。 逆 變 器: 按V/f常數(shù)控制方式，輸出三相脈寬調(diào)制電壓,變壓器隔離

16、。 電路特點(diǎn)：電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，器件數(shù)量少，控制方便。缺點(diǎn)逆變器輸出電 壓易受電網(wǎng)波動(dòng)影響，器件換流時(shí)承受的過(guò)電壓較大。,37,學(xué)習(xí)交流PPT,從逆變器的電路構(gòu)造應(yīng)用分析,廣2號(hào)線，滬地鐵1、2、3、4號(hào)線和輕軌，武漢輕軌和津?yàn)I海線,廣1號(hào)線,廣1、2、3號(hào)線，滬地鐵3線和輕軌，武漢輕軌和津?yàn)I海線,廣3號(hào)線，滬地鐵1、2、4號(hào)線,38,學(xué)習(xí)交流PPT,1）對(duì)雙逆變器的評(píng)價(jià)分析廣州1線輔助逆變器結(jié)構(gòu),優(yōu)點(diǎn)：開關(guān)頻率低150Hz，開關(guān)損耗小，逆變器效率高。 輸出電壓為12階梯波，電壓最低次諧波為11次，對(duì)輸出濾波器要求低。 缺點(diǎn)：電路復(fù)雜，器件多。兩臺(tái)逆變器串聯(lián)，動(dòng)態(tài)均壓要求高，故障率高。逆變器輸出電

17、壓為6階梯波，不論DY、DZ、T變壓器，其一次側(cè)繞組輸入電壓諧波 含量高，諧波損耗大。變壓器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)電路疊加型的Dz變壓器，其次， 側(cè)繞組為曲折連接；對(duì)磁路疊加型的變壓器,一次側(cè) 繞組由不同相位電壓分別輸入，需作特殊設(shè)計(jì)。,39,學(xué)習(xí)交流PPT,2）對(duì)單逆變器的評(píng)價(jià)分析,優(yōu)點(diǎn)： 電路簡(jiǎn)單，使用器件少，可靠性高。 PWM調(diào)制，輸出電壓的諧波含量小。 逆變器電壓輸出經(jīng)交流濾波后輸入隔離變壓器。故輸入變壓器電壓 的諧波含量低，變壓器中諧波損耗小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，毋需特殊設(shè)計(jì)。 缺點(diǎn)： 開關(guān)頻率較高，相對(duì)于雙逆變器方案，開關(guān)損耗較大，逆變器效率 較低。功率器件換流時(shí)過(guò)電壓較大，特別是高電壓情況下更嚴(yán)重。

18、,40,學(xué)習(xí)交流PPT,（二）城市軌道交通輔助電路實(shí)例分析,1系統(tǒng)概述 武漢城軌采用DC 750V供電制式、第三軌受流。輔助電源系統(tǒng)采用IGBT逆變器，安裝于拖車上，用于將DC 750V逆變?yōu)镻WM波形的三相AC 380V電源，供給列車上的空氣壓縮機(jī)、空調(diào)、照明、電熱器等設(shè)備，同時(shí)將380V交流電源通過(guò)整流器整流輸出DC110V和DC 24V，給列車控制設(shè)備供電，并對(duì)蓄電池進(jìn)行浮充電。每列車配有2套輔助電源系統(tǒng)，交叉對(duì)列車供電，總輸出功率為140kVA。,以武漢輕軌車輛輔助電源系統(tǒng)為例進(jìn)行分析。,41,學(xué)習(xí)交流PPT,武漢輕軌車輛輔助電源系統(tǒng),2輔助電源系統(tǒng)主要技術(shù)規(guī)格,42,學(xué)習(xí)交流PPT,

19、武漢輕軌車輛輔助電源系統(tǒng),3輔助電源系統(tǒng)構(gòu)成,逆變器單元,半導(dǎo)體斷路器,控制 單元,電磁接觸器,濾波電抗器,濾波電容器,隔離 開關(guān),主熔斷器箱,電壓檢測(cè)裝置,避雷器,圖4-16 輔助電源系統(tǒng)原理圖,43,學(xué)習(xí)交流PPT,3輔助電源系統(tǒng)構(gòu)成單元分析,逆變器單元 輔助電源系統(tǒng)的核心。 由IGBT功率模塊、門極電路單元等組成。逆變器采用三相橋式逆變電路，180導(dǎo)通型，輸出三相交流方波電壓為310V，50Hz。 為減少高次諧波，保持輸出電壓恒定，單元采用PWM控制技術(shù)，將方波分為若干脈沖并控制脈沖寬度。,逆變器單元,武漢輕軌車輛輔助電源系統(tǒng),44,學(xué)習(xí)交流PPT,半導(dǎo)體斷路器,CHS(CHSl) 向逆

20、變器單元輸送直流電源的IGBT模塊。 由CHS2，CHRl，門極電路，逆流二極管 BD合并成一個(gè)單元，型號(hào)1 700V1 200A。 如果逆變器出現(xiàn)過(guò)流或其它不正?，F(xiàn)象， CHS立即切斷電流。當(dāng)CHSl切斷直流電源時(shí)， CHS2保護(hù)其免于過(guò)電壓的損壞。,武漢輕軌車輛輔助電源系統(tǒng),3輔助電源系統(tǒng)構(gòu)成單元分析,45,學(xué)習(xí)交流PPT,控制單元 用于逆變器保護(hù)、門極電路控制、故障顯示和記錄等，由32位CPU進(jìn)行控制。,控制 單元,武漢輕軌車輛輔助電源系統(tǒng),3輔助電源系統(tǒng)構(gòu)成單元分析,46,學(xué)習(xí)交流PPT,電磁接觸器CTT 、DCHK 用于連接750V電網(wǎng)與逆變器單元，實(shí)現(xiàn)向 逆變器單元供電，電路異常時(shí)

21、斷開連接。 DCHK主要用于當(dāng)逆變器單元停止工作時(shí) 對(duì)濾波電容器放電。 CTT和DCHK分為切換主電路的接觸器以及 用于操作檢查信號(hào)(恢復(fù))的輔助接觸器。,電磁接觸器,電磁接觸器,武漢輕軌車輛輔助電源系統(tǒng),3輔助電源系統(tǒng)構(gòu)成單元分析,47,學(xué)習(xí)交流PPT,濾波器和變壓器 直流LC濾波器：濾波電抗器IVL和濾波電容器FC組成，用于抑制直流輸入回路諧波。 交流濾波器：三相交流LC濾波電路，對(duì)逆變器單元輸出的三相310V電壓濾波。 交流變壓器：三相-Y變壓器，將310V升壓為380V，同時(shí)隔離負(fù)載和電源回路。,濾波電抗器,濾波電容器,武漢輕軌車輛輔助電源系統(tǒng),3輔助電源系統(tǒng)構(gòu)成單元分析,48,學(xué)習(xí)交

22、流PPT,4輔助電源的故障保護(hù),武漢輕軌車輛輔助電源系統(tǒng),49,學(xué)習(xí)交流PPT,任務(wù)流程二、城市軌道交通車輛AC400V和DC110V供電分配,圖4-17 上海地鐵1、2號(hào)線車輛輔助供電框圖,每節(jié)車配置1臺(tái)“SIV”輔助逆變器。 A車SIV提供三節(jié)車共用“DC” 設(shè)備用電和每節(jié)車的“AC”設(shè)備用電。 B車SIV提供每節(jié)的“AC1”空調(diào)、空氣壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)交流負(fù)載用電。 C車SIV提供每節(jié)的“AC2”空調(diào)、空氣壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)交流負(fù)載用電。,50,學(xué)習(xí)交流PPT,圖4-18 廣州1號(hào)線車輛輔助供電框圖,每節(jié)車配置1臺(tái)“SIV”輔助逆變器。 A車“SIV”提供共用的“DC”直流設(shè)備DC/DC變流器用電，

23、DC/DC變流器采用半橋高頻逆變降壓整流?！癆C1和AC2”為每節(jié)車的空調(diào)、空氣壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)交流負(fù)載。 每單元車中，A車的220V插座由B車的DC/AC供電，B車的220V插座由A車的DC/AC供電，C車的220V插座由自身的DC/AC供電。,51,學(xué)習(xí)交流PPT,圖4-19 廣州2號(hào)線車輛輔助供電框圖,輔助逆變器配置在C車與主逆變器一起，DC/DC設(shè)備配置在A車上采用直接變換方式。,52,學(xué)習(xí)交流PPT,圖4-20 上海4號(hào)線車輛輔助供電框圖,輔助逆變器在A車上，DC/DC采用間接變換方式與輔助逆變器在一起。,53,學(xué)習(xí)交流PPT,圖4-21 廣州三號(hào)線車輛輔助供電框圖,廣州3號(hào)線列車采用2

24、M1T編組，A車為帶司機(jī)室的動(dòng)車，B車為拖車。2臺(tái)輔逆變配置在B車，DC/DC作為輔逆變的組件共2個(gè)，同時(shí)為整列車的直流負(fù)載供電，同時(shí)對(duì)蓄電池充電。 正常運(yùn)行時(shí)兩個(gè)輔逆變系統(tǒng)相互獨(dú)立工作，每個(gè)輔逆變的三相交流輸出可以為一節(jié)A車和半節(jié)B車供電。當(dāng)一個(gè)輔逆變故障時(shí)，通過(guò)斷開相應(yīng)輸出接觸器將故障輔逆變與三相配電回路隔離。10秒鐘后耦合接觸器閉合，三相回路被組合到一個(gè)系統(tǒng)中，由另一個(gè)有效輔逆變供電，此時(shí)需降載使用，即每節(jié)車關(guān)閉一個(gè)空調(diào)單元，關(guān)閉故障輔逆變供電的空壓機(jī)。,54,學(xué)習(xí)交流PPT,圖4-22 上海地鐵1號(hào)線 6輛車編組的輔助系統(tǒng)原理圖,電路實(shí)例,55,學(xué)習(xí)交流PPT,圖4-23 上海地鐵1號(hào)

25、線 8輛車編組的輔助系統(tǒng)原理圖,電路實(shí)例,56,學(xué)習(xí)交流PPT,圖4-23 上海地鐵1號(hào)線 DCl500V接觸網(wǎng)電流經(jīng)受電弓、列車導(dǎo)線和隔離二極管向每節(jié)車的靜止逆變器饋電。 逆變器按車輛類型分為A車(拖)14.3型、B、C車(動(dòng))為14.4型 14.3型逆變器輸出為DC110V和三相AC380V、50Hz 。 DC110V向A車的蓄電池充電，并提供列車 DC110V控制用電。 三相AC380V、50Hz向列車提供照明及通風(fēng)，每個(gè)A車逆變器負(fù)擔(dān)50的列車照明和通風(fēng)。 14.4型逆變器僅輸出三相AC380V、50Hz。 提供空凋機(jī)組電源。B車和C車的逆變器分別向全列車一半的空調(diào)機(jī)組供電。,電路實(shí)例

26、,57,學(xué)習(xí)交流PPT,任務(wù)流程3 城市軌道交通車輛照明與電氣設(shè)備通風(fēng),（一）城市軌道交通車輛照明 1內(nèi)部照明 ：包括客室照明、司機(jī)室照明和車內(nèi)設(shè)備柜照明。,58,學(xué)習(xí)交流PPT,客室照明：由A車逆變器供電。熒光燈電源為AC 220V。 每節(jié)A車逆變器負(fù)擔(dān)列車的50客室照明。當(dāng)一臺(tái)A車逆變器故障時(shí)，另一臺(tái)A車逆變器仍可保證客室有一半照明。 兩條照明主線路的熒光燈在客室頂上交叉排列，保證即使某條主線路故障，照明仍能均勻分布。常工作時(shí)座位席上水平面照度達(dá)300LUX。 司機(jī)臺(tái)上的復(fù)位旋轉(zhuǎn)開關(guān)“客室照明”控制客室全部照明燈的開/關(guān)（包括緊急照明）。,司機(jī)室照明：采用DC 110V，3個(gè)司機(jī)室頂棚燈安

27、裝在司機(jī)室的天花板上。司機(jī)臺(tái)“司機(jī)室燈”旋轉(zhuǎn)開關(guān)控制燈的開/關(guān)。司機(jī)臺(tái)上還安裝有閱讀燈。司機(jī)臺(tái)上的各種儀表，在列車激活后將在司機(jī)臺(tái)上保持點(diǎn)亮。,車內(nèi)設(shè)備柜照明：由DC110V供電。照明開關(guān)與柜門相聯(lián)，柜門打開照明接通， 柜門關(guān)閉照明斷開。,59,學(xué)習(xí)交流PPT,2外部照明：包括頭燈、尾燈、運(yùn)行燈、標(biāo)志燈和列車號(hào)顯示燈。 作用：運(yùn)行照明，標(biāo)識(shí)運(yùn)行方向，標(biāo)志運(yùn)行狀態(tài)。,圖4-25 A車司機(jī)室端正面 1- 運(yùn)行燈（紅白雙色） 2- 前照燈（頭燈暗） 3- 標(biāo)志燈（尾燈紅色） 4-前照燈（頭燈亮）,運(yùn)行燈：在車頂線處，左右各一組，紅白兩色，用于顯示列車的狀態(tài)。電源為DC 110V。 頭燈（前照燈）：D

28、C 24V電源，聚焦燈，分亮暗兩種燈泡， “亮/暗”選擇旋鈕設(shè)置在司機(jī)臺(tái)進(jìn)行控制。頭燈亮位即遠(yuǎn)光照明，頭燈前方190m處的照度為1.6LUX；暗位即近光照明。 尾燈：位于列車司機(jī)室端面的下部， 左右對(duì)稱各一組。 尾燈為紅色非聚焦燈。 標(biāo)志燈和列車號(hào)顯示燈： 列車主控器打開后自動(dòng)接通。,60,學(xué)習(xí)交流PPT,2外部照明,頭燈、尾燈、運(yùn)行燈之間的控制 由司機(jī)操作司機(jī)控制器手柄進(jìn)行控制。 當(dāng)司機(jī)室激活，方式方向手柄在“向前”位時(shí)，燃亮燈有： （1）在列車“前”端的前照燈和白色運(yùn)行燈； （2）在列車“后”端的標(biāo)志燈和運(yùn)行燈。 當(dāng)司機(jī)室激活，方式方向手柄在“向后”位時(shí)，燃亮燈有： （1）“前”和“尾”兩

29、端的前照燈和白色運(yùn)行燈； （2）“前”和“尾”兩端的標(biāo)志燈和紅色運(yùn)行燈。 當(dāng)司機(jī)室激活，方式方向手柄在“0”位時(shí), 燃亮燈有： “前”和“后”兩端的尾燈亮。,61,學(xué)習(xí)交流PPT,3指示燈: 包括車外側(cè)指示燈、門道指示燈和司機(jī)室指示燈，DC110V供電。,車外側(cè)指示燈 設(shè)置：在每節(jié)車靠車輛2端的車體外側(cè)墻上一豎排指示燈。每側(cè)一組， 每組五只，由上至下設(shè)置的顏色分別是：綠色、橙色、白色、 紅色、藍(lán)色。 作用：指示相應(yīng)車輛氣制動(dòng)、停車制動(dòng)、相應(yīng)側(cè)客室門狀態(tài)以及 是否啟用車載ATP設(shè)備（僅A車電子柜有車載ATP設(shè)備）。 各燈顯示意義： 綠燈亮，表示該節(jié)車所有的氣制動(dòng)和停車制動(dòng)已緩解； 橙燈亮，表示該

30、節(jié)車該邊至少有一個(gè)車門未“關(guān)好”； 白燈亮（僅A車有顯示），表示該單元A車的車載ATP/ATO對(duì)列車的控制與監(jiān)控已切除； 紅燈亮，表示該節(jié)車至少有一轉(zhuǎn)向架已施加氣制動(dòng)； 藍(lán)燈亮，表示該節(jié)車已施加停車制動(dòng)。,62,學(xué)習(xí)交流PPT,門道指示燈 門道指示燈用于顯示客車車門的狀態(tài)。 每個(gè)客室車門有三個(gè)指示燈，在每扇客室門內(nèi)側(cè)和外側(cè)的上方均安裝有橙色的門解鎖指示燈，其中門內(nèi)側(cè)上方還安裝有紅色的門切除指示燈。,3指示燈: 包括車外側(cè)指示燈、門道指示燈和司機(jī)室指示燈，DC110V供電。,63,學(xué)習(xí)交流PPT,門道指示燈顯示方式及意義 門解鎖指示燈指示相應(yīng)車門的狀態(tài)： 無(wú)顯示(滅燈)當(dāng)相應(yīng)車門關(guān)好時(shí)，該指示燈

31、無(wú)顯示； 固定顯示（橙色燈亮）當(dāng)車門通過(guò)任何方式打開時(shí)（列車處于激活狀態(tài)），指示燈為固定顯示； 閃爍顯示（橙色燈閃爍）若列車客室門是通過(guò)司機(jī)室內(nèi)的開門按鈕開啟的，則按關(guān)門按鈕時(shí)將觸發(fā)兼有聲響的關(guān)門報(bào)警，此時(shí)門解鎖指示燈閃爍（只有當(dāng)所有客室門“關(guān)好”后，燈閃爍報(bào)警才能停止），以提示乘客車門即將關(guān)閉。一般情況下，觸發(fā)關(guān)門報(bào)警約4秒，兩門頁(yè)開始動(dòng)作。 門切除指示燈顯示： 兩種顯示方式：無(wú)顯示和固定顯示紅色。 正常情況下，該指示燈不顯示。 當(dāng)該指示燈顯示時(shí)，至少表示相應(yīng)車門的控制電路已切除，此時(shí)該車門不能通過(guò)電控方式開與關(guān)。,3指示燈: 包括車外側(cè)指示燈、門道指示燈和司機(jī)室指示燈，DC110V供電。,

32、64,學(xué)習(xí)交流PPT,司機(jī)室指示燈 位置：司機(jī)室指示燈位于正、副駕駛臺(tái)以及司機(jī)室側(cè)墻上。 組成：包括20多個(gè)不同的指示燈和一個(gè)故障顯示板。 功能：司機(jī)室指示燈向司機(jī)各種列車信息，如故障信息、車門開關(guān)信息、 制動(dòng)牽引信息、受電弓升還是降弓信息等，便于司機(jī)正確全面掌握 列車的狀態(tài)。,3指示燈: 包括車外側(cè)指示燈、門道指示燈和司機(jī)室指示燈，DC110V供電。,65,學(xué)習(xí)交流PPT,4緊急照明 功能：緊急照明用于列車在無(wú)網(wǎng)壓情況下的客室照明。 供電：緊急照明使用專門線路，DC110V供電，斷電時(shí)使用蓄電池電源。 分布：緊急照明燈在客室與一般客室燈交叉排放，使照明盡 量均勻。,3指示燈: 包括車外側(cè)指示

33、燈、門道指示燈和司機(jī)室指示燈，DC110V供電。,66,學(xué)習(xí)交流PPT,任務(wù)三 城市軌道交通車輛蓄電池的應(yīng)用與控制,一、城市軌道交通車輛蓄電池應(yīng)用,（一）城市軌道交通車輛蓄電池分析,1.概況 蓄電池作用：為列車的啟動(dòng)以及緊急狀況時(shí)列車的直流應(yīng)急負(fù)載提供電源。 主蓄電池：鎳-鎘可充電電池單體串聯(lián)組成電池組。 鎳鎘電池優(yōu)點(diǎn)：使用壽命長(zhǎng)（充放電循環(huán)周期高達(dá)數(shù)千次），機(jī)械性能好（耐沖擊和振動(dòng)），自放電小，低溫性能好（-40）。 國(guó)內(nèi)電客列車蓄電池分類：按容量分有60AH、120AH、140AH、160AH。 電客列車有二組蓄電池和四組蓄電池配置兩種情況。,67,學(xué)習(xí)交流PPT,2鎳鎘蓄電池的性能,（1

34、）鎳鎘蓄電池的化學(xué)原理,鎳鎘電池充放電過(guò)程中電池的電化學(xué)反應(yīng)： 負(fù)極：Cd+2OH- Cd (OH)2+2e 正極：2NiOOH+2H2O+2e 2Ni (OH)2+2OH- 總反應(yīng)：Cd+2NiOOH+2H2O 2Ni (OH)2 +Cd(OH)2 蓄電池充電時(shí)，正極發(fā)生氧化反應(yīng)、負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)。 放電時(shí)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)。,68,學(xué)習(xí)交流PPT,（2）蓄電池類型,蓄電池的額定容量：用C表示，單位Ah，它是放電電流A與放電時(shí)間h乘積。放電率”：電池在工作中的電流強(qiáng)度常用“放電倍率” 表示， 寫作NC，N是一個(gè)倍數(shù)。 放電倍率對(duì)電池放電容量的影響很大。放電倍率越大，放電電流

35、越大，電化學(xué)極化和濃差極化急劇增加，使電池放電電壓急劇下降，電極活性物質(zhì)來(lái)不及充分反應(yīng)，電池容量會(huì)減少很多。 根據(jù)放電倍率分類：低倍率（7C ）,69,學(xué)習(xí)交流PPT,（3）鎳鎘蓄電池使用維護(hù)注意事項(xiàng),不要敲拆、砸毀或焚燒電池，否則會(huì)飛濺出腐蝕性堿液傷人或引起爆炸。 不允許在電池上放置金屬工具或其他器具，否則會(huì)使電池急放電而過(guò)熱，損壞電池。 充電前打開氣塞蓋或?qū)炄麚Q成通氣塞，帶有悶塞的電池充電會(huì)發(fā)生氣脹而有可能引起電池爆炸。 充電場(chǎng)所應(yīng)保持通風(fēng)，防止氫氧氣體積累發(fā)生爆炸事故。 不允許有明火接近充電的電池。 皮膚接觸電解液時(shí)，應(yīng)立即用硼酸水沖洗，避免堿性溶液的腐蝕。,70,學(xué)習(xí)交流PPT,（4

36、）鎳鎘蓄電池的維護(hù),維護(hù)原因：由于城市軌道交通車輛蓄電池長(zhǎng)期處于浮充電狀態(tài)或其它恒壓充電使用狀態(tài)，會(huì)出現(xiàn)電池容量不足和單體電池之間容量不均等問(wèn)題。 維護(hù)方法：蓄電池活化處理。對(duì)蓄電池進(jìn)行13次深充電、深放電，使電池的電化學(xué)活性“復(fù)活”，電容量恢復(fù)到一定的水平。每年進(jìn)行一次活化。,71,學(xué)習(xí)交流PPT,（5）鎳鎘蓄電池的失效及其分類,可逆失效,不可逆失效 （ 永久失效）,圖4-29 密封電池以0.2C率循環(huán)放電1h電壓曲線,圖4-30 密封電池以0.1C率充放電曲線,電池符合規(guī)定的性能要求時(shí)，能通過(guò)適當(dāng)?shù)幕罨幚砟芑謴?fù)到可用狀態(tài)。,電池通過(guò)活化或其他方法不能恢復(fù)到可用狀態(tài)。,72,學(xué)習(xí)交流PPT

37、,（6）城市軌道交通車輛蓄電池失效現(xiàn)象,蓄電池短路 蓄電池?cái)嗦?蓄電池膨脹 氣體阻擋層失效 熱失控,73,學(xué)習(xí)交流PPT,（二）地鐵車輛蓄電池應(yīng)用案例,1地鐵車輛蓄電池的配備 2蓄電池單體的結(jié)構(gòu) 3蓄電池的基本特性 4蓄電池技術(shù)參數(shù) 5蓄電池的裝配 6蓄電池的充放電數(shù)據(jù) 7蓄電池的基本功能 8蓄電池保護(hù),下一頁(yè),74,學(xué)習(xí)交流PPT,圖4-31 FNC232MR蓄電池5小時(shí)電容量測(cè)試,75,學(xué)習(xí)交流PPT,圖4-32 FNC232MR蓄電池充電試驗(yàn)數(shù)據(jù),76,學(xué)習(xí)交流PPT,二、蓄電池充電器應(yīng)用,以龐巴迪某車型6節(jié)編組地鐵車輛為例： 蓄電池充電器（GVG1500/110-25），充電器為模塊化設(shè)計(jì)。正常運(yùn)營(yíng)時(shí)充電器通過(guò)受電弓從接觸網(wǎng)獲得電源，充電器連接到列車15