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城轨车辆用牵引电机分析 学院：电气工程学院 班级：磁浮01 学号：座机电话号码 姓名：孟振强
城轨车辆牵引―永磁同步电机
永磁同步电机的原理 在电动机的定子绕组中通入三相电流，在通入电流后就会在电动机的定子绕组中形成旋转磁场，由于在转子上安装了永磁体，永磁体的磁极是固定的，根据磁极的同性相吸异性相斥的原理，在定子中产生的旋转磁场会带动转子进行旋转，最终达到转子的旋转速度与定子中产生的旋转磁极的转速相等，所以可以把永磁同步电机的起动过程看成是由异步启动阶段和牵入同步阶段组成的。在异步启动的研究阶段中，电动机的转速是从零开始逐渐增大的，造成上诉的主要原因是其在异步转矩、永磁发电制动转矩起的磁阻转矩和单轴转子磁路不对称,等一系列的因素共同作用下而引起的，所以在这个过程中转速是振荡着上升的。在起动过程中，只有异步转矩是驱动性,电动机就是以这个转矩来得以加速的 , 其他的转矩大部分以制动性质为主。在电动机的转速由零增加到接近定子的磁场旋转转速时，在永磁体脉振转矩的影响下永磁同步电机的转速有可能会超过同步转速，进而出现转速的超调现象。但经过一段时间的转速振荡后，最终在同步转矩的作用下被牵入同步状态。
二．永磁同步电机的结构 永磁同步电机主要是由转子、端盖、及定子等各部件组成的。一般来说，永磁同步电机的最大的特点是它的定子结构与普通的感应电机的结构非常的相似，主要是区别是转子的独特的结构与其它电机形成了差别。和常用的异步电机的最大不同则是转子的独特的结构，在转子上放有高质量的永磁体磁极。由于在转子上安放永磁体的位置有很多选择，所以永磁同步电机通常
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你可能喜欢逻辑控制装置在城轨车辆上的应用--《电力机车与城轨车辆》2014年06期
逻辑控制装置在城轨车辆上的应用
【摘要】：文章在分析车辆逻辑控制装置的基本构成和工作原理的基础上,阐述了逻辑控制装置在城轨车辆上的运用可行性。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：U264.91;U270.3【正文快照】：
0引言长期以来,城轨车辆有触点控制电路中的逻辑控制电器大量采用电磁式中间继电器和时间继电器,几乎所有的车辆功能都与继电器有关。在使用过程中,继电器主要存在的问题有触点容易腐蚀、恢复弹簧容易失效、防尘效果较差等方面,这大大影响了继电器的使用寿命及车辆的可靠性,严
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城轨车辆电机电器题库
导读：电机电器题库――（填空），（触头）是电器的执行机构，是一种极常用的保护电器，高速断路器ＨＳＣＢ是一种能对电路进行（控制）和（保护）的高压电器，车辆电器的基本结构分为（感应）机构、（执行）机构和（灭弧）机构，车辆电器按电流种类分为（直流）电器、（交流）电器，使电流经（轮对）到达（钢轨）构成（1500）v或（715避雷器被（并）联在被保护，以操纵电器触头的分合，18触头是电器的（执行）机构，20由
电机电器题库――（填空）
9 传感器一般由（敏感元件
）、（转换元件
）、（ 转换电路
）、（ 辅助电源
）４部分组成。
（触头 ）是电器的执行机构，用来直接接通或断开被控电路。
触头的磨损分为（ 机械
）磨损、（ 化学）磨损和（电
低压断路器又称为（
）开关，是一种极常用的保护电器，广泛用于供电支路的（过载
）保护、（
过流）保护和（ 短路
根据集电靴受流位置不同，可分为（上部
）受流、（ 下部
）受流和（侧部
高速断路器ＨＳＣＢ是一种能对电路进行（控制
）和（保护
）的高压电器。
车辆电器的基本结构分为（感应
）机构、（ 执行
）机构和（灭弧
车辆电器按电流种类分为（ 直流
）电器、（交流
接触器由（ 触头 ）系统、（ 灭弧 ）系统和（传动
）系统组成。
10 车间电源只向列车（辅助
）系统供电，一般通过（隔离二极管
）或（接触器
）与列车（主
）电路隔离。
11 常见的高速断路器有（电空
）式和（ 电磁
）式两种。
12 触头的主要参数有（开距
）、（超程
）、（ 压力
）和（ 研距
13 单臂气动式受电弓主要由（ 支持绝缘子）、（上部框架 ）、（下部框架 ）、（滑板机构
）、（底架 ）和（
）等组成。
14 接地装置的主要作用是为（ 主电路
）提供回流通路，使电流经（轮对
）到达（钢轨
）构成（ 1500
715 避雷器被（并
）联在被保护电器与大地之间，安装在（ 车顶 ）。
16 电空传动机构是用压缩空气推动（活塞
）运动，以操纵电器触头的分合，主要由（压缩空气驱动
）装置和（ 电空阀50）v完整的电路，同时防止电流通过（轴承
）造成电腐蚀。
18 触头是电器的（ 执行 ）机构，用来直接（接通
）或（ 断开 ）被控电路。
19 受电弓根据结构不同可分为（单臂
）型和（ 双臂 ）型两种形式。
20 由（ 电机 ）和（电器
）所组成的控制电路称为电气系统。
21 触头按照在电路中的用途可分为（主
）触头和（辅助
22 主令电器是专门用来发出（控制）指令或信号，接通或断开控制电路，改变控制系统（工作状态 ）的电器。
23 电器的发热工作制分为（长期
）工作制、（短时
）工作制和（ 反复短时 ）工作制。
24 触头的接触形式有（ 点接触 ）、（线接触
）和（ 面接触 ）。
25 电器按所接入的电路分为（主电路
）电器、（ 辅助电路 ）电器和（控制电路
26 车辆电器按用途分为（控制电器
）、（保护电器
）、（ 检测电器 ）和（
受流器）。
27 车辆电器按传动方式分为（手动
）电器、（ 电空传动 ）电器和（ 电磁传动 ）电器。
28 车辆电器主要技术参数有（额定电压 ）、（额定电流 ）、额定发热电流、额定持续电流、（ 机械）寿命和（电气 ）寿17 电器的散热方式有（热传导
）、（对流
）和（ 辐射 ）。
29 城轨车辆上的传感器主要有（温度 ）传感器、（速度 ）传感器、（电压
）传感器和（电流
30 城轨车辆的受流器主要有（ 受电弓
）和（集电靴
32 城轨车辆受电弓额定电压一般为直流（1500
）V，升弓时间（
）秒，滑板的材料选用（ 石墨
33 在列车运行过程中，高速断路器跳开的主要原因有（ 列车超速
）、列车（牵引
）系统出现故障、（
网压过压或欠压31 车间电源转换开关有（ 受电弓位
）、（车间电源位
）和（接地位
）三个位置。
）、（线路过流
）系统故障。
34 主令电器按其作用分为（
）开关、（ 万能转换
）开关和（ 行程
35 集电靴安装于车辆（
转向架构架
）两侧靠车辆外侧中部的位置。
37 接触器按触头所接电流的性质可分为（ 直流
）接触器和（交流
）接触器。
38 传感器是一种（
检测 ）装置，是实现自动（
）和自动（ 控制
）的首要环节。
39 接触器常见故障有（不吸合或吸合不到位
）、（ 通电后不能完全闭合
）、（线圈过热或烧损
）和（断电后不释放
36 接地装置主要由（碳刷
刷握 ）和（端盖
41 低压电器通常指工作在交流（50
）HZ、交流额定电压（1000
）V以下或直流额定电压（1200
）V以下，根据外界信号接42 电磁继电器常见故障有（ 触头 ）故障、（ 线圈
）故障和磁路故障。
40 继电器主要由（ 测量
）机构、（
比较 ）机构和（ 执行
）机构组成。
通或断开电路，对电或非电现象进行（ 控制）、（保护 ）、（转换 ）和（调节
）的电气设备。
43 电磁机构又称为（
电磁铁 ）。是各种电磁式电器的感测部分，它的主要作用是把（电磁
）能转化为（
机械）能，使
触头动作，完成接通或分断电路的任务。
45 高速断路器有（断弧
）能力，可以切断（负载
）电流和（ 短路 ）电流。
46 紧急情况下，蓄电池可以为列车（ 紧急照明
）、（ 紧急通风
）、（ 列车控制系统
）、（ 监视设备
）、（ 47 接触网供电的城市轨道交通列车主回路的工作电压范围是（DCV）。
48 气动式受电弓的升弓和降弓速度可通过（节流阀
）来调节。
49 地铁车辆在辅助电路和控制电路中使用的接触器均为（电磁
）接触器。
50 熔断器（串联）在电路中，当电路产生（过载 ）或（短路 ）故障时，熔断器先行熔断，切断故障电路，保护电路和电气设备44 电器的零部件主要由（ 导电
）材料、（ 导磁 ）材料和（ 绝缘 ）材料等制成。
通信 ）等负载提供（45
）分钟电源，同时要求能打开及关闭车门（一 ）次。
51 常用互感器有（
）互感器和（
）互感器。
52 受电弓的受电性能在很大程度上取决于（ 接触
53 根据所用材料和电解液性质不同，蓄电池可以分为（酸性）蓄电池和（碱性）蓄电池两种，城轨车辆一般采用（碱性 ）蓄电池
54 受电弓滑板的常见故障是（
55 蓄电池的功能是为列车起动时的电气设备提供（110
）V直流控制电源，直至（辅助逆变器
）正常工作。
56 额定负载时，在规定条件下，电器打开或闭合而无零部件损坏的极限动作次数称为电器的（ 电气
57 电器温度升高后，其本身温度与周围环境温度之差，称为（ 温升
58 电空传动机构利用（
）推动活塞运动，以操纵电器触头的分合。
60 我国城市轨道交通直流牵引供电系统的标准电压等级为（ DC750
59 避雷器是一种用来限制（过电压
）幅值的保护电路。
61 热过载继电器的字母符号为（FR
63 城轨车辆通过（
）与接触导线滑动接触，从供电电网吸收电能。
64 当受电弓的滑板磨损到最大限界，一般离上部槽口（ 2~3 ）毫米，必须更换滑板。
65 车辆电器中的触头系统是电器的（
66 蓄电池是将（
）能与（ 电
）能互相转换的装置，把（ 电
）能转换为（ 化学
）能的过程叫做充电，把（
62 电器的感应机构主要任务是接受（
化学）能转换为（ 电
）能的过程叫做放电。
68 牵引逆变器是把接触网提供的（
）电转换为（
牵引电动机）所需的（电压 ）和（ 频率
）均可调的三相交流电67 交流传动的城轨车辆一般采用（
）牵引电动机。
69 城轨车辆辅助系统电机主要有（ 压缩机
）电机、（ 通风
）电机和（空调
）系统中的各类电机。
71 列车起动时的电气设备采用（
）提供的（ 110
）流电源，直至（辅助逆变器
）正常工作。
72 辅助牵引电机在地铁车辆上起到（驱动）和（冷却通风
）的作用，是车辆正常运行不可缺少的设备。
70 只要改变三相异步牵引电动机的电源（
）就可改变其转向，从而改变列车的运行方向。
二、判断题
接触器通电后不能完全闭合的主要原因有：电源电压高于线圈额定电压，触头反力弹簧反力过大。
车间电源与受流设备能同时向列车供电。
地铁上的主蓄电池是由可充电池单体相互并联组成的蓄电池组。
传感器的输出信号为易处理的电量，如电压、电流、频率等。
避雷器是一种用来限制过电压幅值的电器，它串联在被保护电器与地之间，安装在车顶上。
继电器是一种根据电物理量或非电物理量的变化来接通或断开控制电路的电器。
熔断器是一种过载或短路电流导致熔体发热熔断的保护电器。
主令电器可直接作用于控制电路。
电磁传动机构特点之一是电磁力随着工作气隙的增大而增大。
电空阀类型多，但结构相似，均由电磁机构和气阀两部分构成。
城轨列车的制动方式有再生制动、电阻制动和空气制动。
列车的各主要设备状态均会在ATP显示屏得到实时显示。
微机显示屏 13 Y
触头磨损是指通电的触头在多次闭合与分断之后，它的接触面会逐渐产生磨耗和损坏。
传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路、辅助电源四个部分组成。
有载开闭触头的分断、闭合过程不允许有电流通过。
电流继电器一般接在主回路中，起过电流保护作用。
控制电压表显示电压80V时，列车可以正常作业。
N 不能 18 N
接触网网压必须维持在V之间。
V之间 19 Y
高速断路器主要对主电路进行控制和保护。
保护电器有熔断器、热继电器、自动开关、避雷器等 。
受电弓升弓时要求先快后慢，降弓时要求先慢后快。
温度传感器可以把温度信号转换为电信号。
蓄电池把化学能转变为电能的过程叫做充电。
电流互感器的原边绕组匝数较多，副边绕组匝数较少。
当列车超速时，高速断路器可以跳开。
接触器是用来接通或切断较大电流电路的自动控制电路。
升、降受电弓的速度特点是先慢后快。
当车辆不具备压缩空气时，可用脚踏泵升弓。
三、名词解释
1、电器: 根据外界特定信号，自动或手动的接通或者断开电路，对电路或非电对象起开关，控制，保护与检测作用的电工设备。
是能量转换和信号转换的电磁装置。
3、电器的机械寿命:
在无负载的操作条件下，电器打开或者闭合而无各零部件损坏的极限动作次数。
4、电器的电气寿命:
额定负载时，在规定的条件下，电器打开或者闭合而无零部件损坏的极限动作次数。
5、电器的温升:
电器温度升高后，其本身温度与周围环境温度之差。
6、电器的发热温度极限:
保证电器的机械强度，导电性，导磁性，以及介质的绝缘行不受危害的极限温度。
7、电器的允许温升:
发热温度极限与最高环境温度（我国规定40℃）之差。
8、触头的开距:
指触头处于断开位置时，动静触头之间的最小距离。
9、触头的超程:
指触头闭合后，如果将静触头移出，动触头能继续向前移动的距离。
10、传感器:
是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用的输出信号的器件或装置。
11、低压断路器:
又称为移动空气开关，是一种极常用的保护电器，广泛用于供电支路的过载、过流和短裤保护。
四、简答题
1、画图说明闭式电空阀的工作原理。
当线圈未通电时，在弹簧及压缩空气的作用下，下阀门封闭，上阀门打开，压缩空气不能进入传动气缸，此时传动气缸与大气相通。当线圈通电后，在电磁吸力的作用下，衔铁带动芯杆下移，使上阀门封闭，下阀门打开，此时传动气缸与大气间的通路被截断，压缩空气传入传动气缸。
2、电磁接触器的工作原理。
吸引线圈未通电时，衔铁在反力弹簧的作用下处于释放状态，使常开触头打开，常闭触头闭合;吸引线圈通电时，铁芯与衔铁之间产生电磁吸力，当吸力大于弹簧的反力时，铁芯将衔铁吸下，同时常开触头闭合，常闭触头打开;吸引线圈失电时，铁芯与衔铁之间的吸力小于弹簧反力，衔铁返回，常开触头打开，常闭触头闭合。
3、简述受电弓的升弓和降弓原理。
升弓时:摁下升弓按钮，微机柜得到信号，发出指令给电磁阀，电磁阀得电，升弓气路打开，降弓气路闭合。
降弓时:摁下降弓按钮，微机柜得到信号，发出指令给电磁阀，电磁阀失电，升弓气路闭合，降弓气路打开。
4、比较熔断器和避雷器两种保护电器有何不同？
熔断器串联在电路中，其动作与否与电路中是否为过载电流或者短裤电流，保护动作是不可逆的。
避雷器与被保护电器并联，其动作与否由其两端电压值与动作值的关系决定的，保护动作是可逆的
5、高速断路器的作用是什么？
对电路进行控制（分断、闭合）和保护的高压电器
6、在城轨列车上，蓄电池的作用是什么？行车过程中对它有哪些要求？
作用:为列车起动时的电气设备提供直流电源，直至列车辅助逆变器正常工作。在列车运行过程中，若列车失去电源(辅助逆变器不
工作)，蓄电池也为列车紧急照明、列车控制系统、监视系统、通信等负载提供45min的电源
要求:①为列车紧急照明、列车控制系统、监视系统、通信等负载提供45min的电源
②能打开及关闭车门，而且当电源正常时还能顺利启动辅助逆变器。
7、对比接触器供电和第三轨供电，各有何优缺点。
接触网供电:
优点:运行速度高（弹性接触）;安全性好。
缺点:价格高，占用空间较大;受天气、自然灾害影响大;接触面小，磨耗大。
第三规供电:
优点:价格低，成本低，省空间;地面上较美观;接触面大，磨耗小;受天气（除了洪灾）、自然灾害影响小。
缺点:安全性差;运行速度较低（刚性接触）。
8、试述接地装置的作用和结构。
作用:①为主回路提供回流通路，使电流经轮对到达钢轨，构成DC1500v或者DC750v完整的回路。②防止电流通过轴承造成电腐蚀，提高轴承的使用寿命。
结构:主要由碳刷、刷握和端盖组成。
9、为什么受电弓的特点是先快后慢？
降弓开始时动作迅速，可使受电弓很快断弧;运动快结束时动作缓慢，可防止对受电弓底架有过大机械冲击。升弓时，运动快结束时动作缓慢，可防止受电弓对接触网的冲击。
10、图示并说明直-交型电动车组的工作原理
电动车受电弓从接触网受流，通过高速断路器后，将高压直流电送入VVVF牵引逆变器。VVVF牵引逆变器将高压直流电逆变成频率、电压可调的三相交流电，平行的供给车辆4台交流鼠笼式异步牵引电动机，对电机进行调速，实现列车的牵引、制动功能。
五、综合题（略）
包含总结汇报、党团工作、文档下载、专业文献、办公文档、旅游景点、工作范文、外语学习以及城轨车辆电机电器题库等内容。
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城轨车辆用牵引流器的研究与开发.pdf69页
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城轨车辆用牵引流器的研究与开发
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西南交通大学硕士研究生学位论文 第1页 摘 要 随着城市规模的迅速发展和城市人口的不断增多，人们所面临的交通问题
也越来越严重。城市轨道交通系统由于具有大客流、高效、少污染等优点逐渐
成为城市公共交通体系的一个重要组成部分。牵引变流器作为城市轨道交通装
备的核心部件，研究并试制拥有完全自主知识产权的城市轨道交通车辆用牵引
变流器，对加速城市轨道交通体系建立，尽快解决城市交通问题，提升民族工
业都将起到十分重要的作用。 首先，本论文通过与其他牵引变流器相比较，分析了地铁牵引变流器的主
要特点、常用的几种主电路以及工作原理，并且对地铁牵引变流器的几种总体
布局和对外布线进行了设计分析。 其次，本文对IGBT变流器模块进行了介绍，并对IGBT、电力电子电容器、
电流和电压传感器以及功率电阻提供了一种选型的方法，为牵引变流器的设计
和选型提供参考。 最后，本文对牵引变流器的功率器件一一IGBT进行功率损耗估算和结温
核算，分析对比地铁牵引变流器常用的几种冷却方式，并对热管散热器进行设
计、仿真和试验。同时，总结牵引变流器设计以及试验中遇到的问题并进行分
析和解决。 通过研究性试验和仿真相结合的方式，设计出具有推广意义的简统化的地
铁牵引变流器，并为今后其它变流器的设计与开发提供参考。
关键词：牵引交流器；IGBT变流器模块；热管散热器 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1I页 Abstract Withtherapid ofthe sizeandthe urban deVelopmentcity growing arefacedwith serious tra腑c population，peopleincreasingly the probIems．As urbanrail transit has systemmany adVantages，forexample，alarge now' passenger high less it has efficiency，pollu
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