城市轨道交通车辆电气牵引制动功能及原理浅析.pdfVIP

城市轨道交通车辆电气牵引制动功能及

原理浅析

摘要：列车牵引制动控制系统是列车各系统中的关键部分，它控制着列车的

启动和停止。列车能实现运营，列车牵引制动控制系统有着不可取代的作用。本

文结合城市轨道交通车辆电气牵引制动的特点，针对车辆电气牵引制动的功能及

原理进行了分析。

关键词：城市轨道交通车辆牵引制动

1引言

列车牵引制动控制系统是指为实现列车牵引和制动控制相关功能而设计的相

关联控制电路系统，其采用的主要部件为司控器、继电器(包括延时继电器)、行

程开关、按钮开关、旋钮开关以及连接用的导线等；在该系统中，继电器是实现

各项逻辑功能的主要部件，通过确定继电器的线圈得电吸合的条件以及其触头开

关所关联的功能电路，则可以实现电路一定的逻辑功能，以达到列车整体性牵引、

制动控制的条件，并将该信息反馈到列车通信控制系统，通过其内部的预设控制

程序运算，最终来实现对列车的有效控制；按钮和旋钮则为某一状态设置装置，

由列车操作人员根据实际需要进行某一特定设置而对其进行操作，其控制电路输

出为导通信号或中断信号。

在该系统中，按实现的功能来分，可分为激活列车控制电路、高速断路器控

制电路、牵引控制电路、制动控制电路、安全监控电路等几个组成部分，其中激

活列车控制电路是最为根本的控制电路，该部分电路启动后，其他部分电路的功

能才具备动作条件，其他部分电路则是具体功能性控制电路；按控制的范围来分，

可分为列车级控制电路、单节车级控制电路，其中列车级控制电路主要是实现对

全列车相关设备如受流器、高速断路器等的功能控制，而单节车级控制电路主要

是指对本节车各子系统控制相关电路，如空气制动单元智能阀、网关阀与制动指

令的连接电路等。

总体上来看，所有电路不能机械地进行分割成块，它是有机地、系统地、具

有层次地组合在一起的整体电路，以有效实现列车牵引制动及监控等控制功能。

在对各部分电路进行分析时，要先纵览全局，从整体上理解电路的作用，再细化

各部分电路的相关逻辑控制功能，有针对性的分析。

2列车牵引控制电路

城市轨道交通车辆中采用电动机驱动的电气传动部分称为车辆牵引传动系统，

它以牵引电动机为控制对象，通过开环或闭环控制系统对电动机所产生的牵引力

和速度进行调节，以满足车辆牵引和制动特性的要求，从而实现对车辆的运行控

制。车辆牵引系统的基本结构中主要由5部分设备，即：受流器、高压电器单元、

变流设备、驱动设备、转向架。每个动车均配备有牵引电动机和控制设备，牵引

箱安装在车体构架下方。牵引柜中的牵引逆变器产生一个具有变频和变压的三相

电流，从而驱动一台动车上的牵引电机。牵引电机通过齿轮箱与动车电机轮对

进行机械连接。它们提供牵引和制动力，以便能根据运行要求实现加速和制动。

2.1列车牵引控制电路

当列车需要建立人工牵引模式时，司机则需按压警惕按钮将牵引制动手柄推

至牵引区时，此时由于ATO模式没有激活，继电器失电断开，其触点闭合；停放

制动全部缓解；列车全部车门关好，左门、右门继电器得电；ATP分继电器得电

（人工驾驶模式）其常闭触头断开；列车零速继电器得电；与此同时没有快速制

动、紧急制动、继电器得电（ZVRD）则牵引指令发出，牵引列车线得电。该列车

线给DE模块、B车牵引逆变器、牵引箱高电平信号并由其反馈给VCU，同时检测

牵引手柄离开零位位置的多少，VCU给出相对应大小的牵引力传递到逆变器输出

力矩，进而实现牵引动车。自动运行时，继电器被ATC系统(自动牵引控制)控

制接通得电，其常开触头闭合，相当于旁路牵引手柄位置电路，从而直接给出牵

引指令。

2.2列车紧急牵引控制电路

当列车因通信故障导致不能动车时可使用紧急牵引功能，在司机台解锁的情

况下，合紧急牵引开关，使紧急牵引列车线得电，同时给DE模块一个反馈信号，

VCU收到反馈信号后，再给出紧急牵引模式下软件上的一些限制措施。保证列车

能以限速运行。

对于紧急牵引模式下的换端操作，当在一端激活紧急牵引后，换到另一端操

作时，只需将激活端司机室的打到合位后，列车即可紧急牵引模式运行。同时应

注意，当两个A车的SKS都故障时，列车不能实现紧急牵引。为了保证紧急牵引

时列车有足够大的牵引力，最好在启动时应将手柄打到100%牵引位。另外，合紧

急牵引开关会使列车强行合高速断路器，实现列车的紧急牵引。

3列车制动控制电