城軌車輛電氣系統(tǒng)

城軌車輛牽引主電路（二）目錄逆變器工作原理一.牽引主電路工況二.牽引系統(tǒng)工作原理三.1、逆變電路把直流電變?yōu)榻涣麟姷碾娐贰?/p>

為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂并聯(lián)反饋二極管。逆變器工作原理一CdVT1VT3VT5VT6VT4VT2ABCUd2Ud2L三相橋式逆變器主電路等效圖2、逆變電路原理——主要解決問題：直流電和交流電的本質(zhì)區(qū)別？（提問、探討）電路如何把直流電變成交流電？（控制開關(guān)工作順序）電路如何變頻？改變開關(guān)變換導(dǎo)通的時(shí)間（周期）電路如何變壓？（導(dǎo)通比α，PWM斬波）電路輸出是方波，如何或得正弦波？（SPWM調(diào)制）如何控制電子開關(guān)的動作？（計(jì)算機(jī)控制）逆變器工作原理一①直流電和交流電的區(qū)別（本質(zhì)：電勢方向）

直流電的方向不隨時(shí)間變化，而交流電的方向是隨時(shí)間作周期性變化的。0tU0tU逆變器工作原理一②逆變——直流變交流（控制開關(guān)工作順序）0tUR這樣控制四個(gè)開關(guān)的開閉過程，供負(fù)載R得到不同方向的電壓。逆變器工作原理一③變頻原理：改變開關(guān)變換導(dǎo)通的時(shí)間（周期），即可改變輸出交流電的頻率。0tUR0tUR逆變器工作原理一④變壓原理：通過改變開關(guān)的導(dǎo)通比α來改變了負(fù)載的電壓，即通過PWM斬波調(diào)制的方法將矩形波變成若干段矩形波來控制平均輸出電壓。0tUR0tUR逆變器工作原理一⑤正弦波逆變控制原理：即通過SPWM斬波調(diào)制的方法將矩形波變?yōu)檎也ā?tUR0tUR逆變器工作原理一⑥如何控制電子開關(guān)的動作？（計(jì)算機(jī)控制）寫程序計(jì)算機(jī)驅(qū)動電路電子開關(guān)tuRt1t2-uRt3電子開關(guān)的動作過程：1、t1-t2，k1、k2閉合，k3、k4斷開。2、t2-t3，k3、k4閉合，k1、k2斷開。3、重復(fù)上述動作。逆變器工作原理一結(jié)論改變開關(guān)開通的順序就改變了電流的方向（逆變），改變開關(guān)開通的導(dǎo)通比α（導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間比)就改變了負(fù)載的電壓（變壓），改變開關(guān)工作周期(時(shí)間）就改變了頻率（變頻），這就是直-交變頻調(diào)壓的基本原理；也就是VVVF控制的基本原理。逆變器工作原理一1、牽引工況接觸網(wǎng)→牽引逆變器→牽引電機(jī)牽引主電路工況二2、電制動工況（1）再生制動

牽引電機(jī)→牽引逆變器→接觸網(wǎng)牽引主電路工況二（2）電阻制動

牽引電機(jī)→牽引逆變器→制動電阻牽引主電路工況二（一）牽引系統(tǒng)工作條件

牽引系統(tǒng)由牽引控制單元DCU控制，牽引系統(tǒng)必須滿足以下三個(gè)條件才開始工作。（1）牽引方向（2）牽引授權(quán)指令（3）參考值1、牽引方向牽引方向由司機(jī)控制器方向手柄給出，且必須靜止時(shí)進(jìn)行，如果非零速（運(yùn)行中）時(shí)換向，DCU將封鎖牽引指令，TCMS將啟動緊急制動。牽引系統(tǒng)工作原理三2、牽引授權(quán)指令牽引授權(quán)指令包含牽引指令和制動指令，由司機(jī)控制器主控手柄或ATO給出。牽引指令的必須滿足以下條件才有效：（1）無制動指令（2）所有車門關(guān)好（3）主風(fēng)缸壓力達(dá)到牽引要求值（4）緊急制動已經(jīng)緩解（5）所有空氣制動及停放制動已經(jīng)緩解牽引系統(tǒng)工作原理三3、參考值由司機(jī)控制器主控手柄或ATO給出。

人工駕駛時(shí)，參考值由司機(jī)控制器給出，自動駕駛時(shí)由ATO給出。參考值對應(yīng)的是列車加速度的需求值，因此DCU需計(jì)算牽引給定力，并進(jìn)行級位補(bǔ)償、載荷補(bǔ)償、輪徑補(bǔ)償，使得列車加速度與列車級位間呈線性關(guān)系。牽引系統(tǒng)工作原理三（二）牽引系統(tǒng)控制原理框圖牽引系統(tǒng)工作原理三司機(jī)臺控制臺受電弓高速斷路器線路接觸器線路濾波器VVVF隔離開關(guān)軸端接地裝置鋼軌（電源負(fù)極）避雷器受電弓控制系統(tǒng)高速斷路器控制系統(tǒng)線路接觸器控制系統(tǒng)DCU牽引電機(jī)接觸網(wǎng)（電源正極）硬線指令BCU空氣制動裝置網(wǎng)絡(luò)指令（TCMS、VCU、MVB）輪對（二）牽引系統(tǒng)控制原理框圖

牽引系統(tǒng)工作原理三牽引控制原理

列車牽引控制有繼電器（硬線）控制和網(wǎng)絡(luò)控制，并采用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先的控制方式，硬線緊急牽引控制作為備用。

在列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)正常時(shí)，列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（TCMS）采集司機(jī)控制器或ATC系統(tǒng)的牽引、制動指令及級位（參考值）大小并通過MVB總線發(fā)送到DCU、BCU，完成列車的牽引及制動控制，并反饋牽引系統(tǒng)、制動系統(tǒng)的狀態(tài)信息。

當(dāng)列車控制網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，采用緊急牽引模式，由繼電器邏輯電路和列車硬線來實(shí)現(xiàn)列車的牽引和制動控制。牽引系統(tǒng)工作原理三（三）牽引系統(tǒng)的工作模式牽引系統(tǒng)的工作模式有兩種：正常牽引和緊急牽引。1、正常牽引

正常牽引有人工駕駛模式和自動駕駛模式，由TCMS判斷。當(dāng)模式開關(guān)打到ATO模式，方向手柄在“向前”位，主控手柄在“零”位，并且有ATC發(fā)過來的ATO激活信號，列車處于自動駕駛模式。其他模式為人工駕駛模式。在自動駕駛運(yùn)行過程中，自動駕駛模式建立條件丟失，列車進(jìn)行緊急制動，列車模式自動轉(zhuǎn)為人工駕駛模式。牽引系統(tǒng)工作原理三（1）人工駕駛模式

在人工駕駛模式下方向指令、牽引指令由硬線給出，參考值由司機(jī)控制器通過網(wǎng)絡(luò)給定。牽引系統(tǒng)工作原理三牽引控制單元DCU牽引控制逆變器牽引電機(jī)TCMS主控手柄參考值牽引指令方向指令給定值（2）自動駕駛模式

在自動駕駛模式下方向指令、牽引指令由硬線給出，參考值由ATO通過網(wǎng)絡(luò)給定。牽引系統(tǒng)工作原理三牽引控制單元牽引控制逆變器牽引電機(jī)TCMSATO參考值牽引指令方向指令給定值2、緊急牽引當(dāng)列車控制網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，采用緊急牽引模式，由繼電器邏輯電路和列車硬線