城轨车辆电气系统;;1、逆变电路
把直流电变为交流电的电路。
为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道,逆变桥各臂并联反馈二极管。;2、逆变电路原理——主要解决问题:
直流电和交流电的本质区别?(提问、探讨)
电路如何把直流电变成交流电?(控制开关工作顺序)
电路如何变频?改变开关变换导通的时间(周期)
电路如何变压?(导通比α,PWM斩波)
电路输出是方波,如何或得正弦波?(SPWM调制)
如何控制电子开关的动作?(计算机控制);①直流电和交流电的区别(本质:电势方向);②逆变——直流变交流(控制开关工作顺序);③变频
原理:改变开关变换导通的时间(周期),即可改变输出交流电的频率。;④变压
原理:通过改变开关的导通比α来改变了负载的电压,即通过PWM斩波调制的方法将矩形波变成若干段矩形波来控制平均输出电压。;⑤正弦波逆变控制
原理:即通过SPWM斩波调制的方法将矩形波变为正弦波。;⑥如何控制电子开关的动作?(计算机控制);结论
改变开关开通的顺序就改变了电流的方向(逆变),改变开关开通的导通比α(导通时间和关断时间比)就改变了负载的电压(变压),改变开关工作周期(时间)就改变了频率(变频),这就是直-交变频调压的基本原理;也就是VVVF控制的基本原理。;1、牵引工况
接触网→牵引逆变器→牵引电机;2、电制动工况
(1)再生制动
牵引电机→牵引逆变器→接触网;(2)电阻制动
牵引电机→牵引逆变器→制动电阻;(一)牵引系统工作条件
牵引系统由牵引控制单元DCU控制,牵引系统必须满足以下三个条件才开始工作。
(1)牵引方向
(2)牵引授权指令
(3)参考值
1、牵引方向
牵引方向由司机控制器方向手柄给出,且必须静止时进行,如果非零速(运行中)时换向,DCU将封锁牵引指令,TCMS将启动紧急制动。;2、牵引授权指令
牵引授权指令包含牵引指令和制动指令,由司机控制器主控手柄或ATO给出。牵引指令的必须满足以下条件才有效:
(1)无制动指令
(2)所有车门关好
(3)主风缸压力达到牵引要求值
(4)紧急制动已经缓解
(5)所有空气制动及停放制动已经缓解;3、参考值
由司机控制器主控手柄或ATO给出。
人工驾驶时,参考值由司机控制器给出,自动驾驶时由ATO给出。参考值对应的是列车加速度的需求值,因此DCU需计算牵引给定力,并进行级位补偿、载荷补偿、轮径补偿,使得列车加速度与列车级位间呈线性关系。
;(二)牵引系统控制原理框图
;(二)牵引系统控制原理框图;牵引控制原理
列车牵引控制有继电器(硬线)控制和网络控制,并采用网络优先的控制方式,硬线紧急牵引控制作为备用。
在列车网络控制系统正常时,列车网络控制系统(TCMS)采集司机控制器或ATC系统的牵引、制动指令及级位(参考值)大小并通过MVB总线发送到DCU、BCU,完成列车的牵引及制动控制,并反馈牵引系统、制动系统的状态信息。
当列车控制网络故障时,采用紧急牵引模式,由继电器逻辑电路和列车硬线来实现列车的牵引和制动控制。;(三)牵引系统的工作模式
牵引系统的工作模式有两种:正常牵引和紧急牵引。
1、正常牵引
正常牵引有人工驾驶模式和自动驾驶模式,由TCMS判断。当模式开关打到ATO模式,方向手柄在“向前”位,主控手柄在“零”位,并且有ATC发过来的ATO激活信号,列车处于自动驾驶模式。其他模式为人工驾驶模式。在自动驾驶运行过程中,自动驾驶模式建立条件丢失,列车进行紧急制动,列车模式自动转为人工驾驶模式。;(1)人工驾驶模式
在人工驾驶模式下方向指令、牵引指令由硬线给出,参考值由司机控制器通过网络给定。;(2)自动驾驶模式
在自动驾驶模式下方向指令、牵引指令由硬线给出,参考值由ATO通过网络给定。;2、紧急牵引
当列车控制网络故障时,采用紧急牵引模式,由继电器逻辑电路和列车硬线来实现列车的牵引和制动控制。;3、空电联合制动控制
TCMS参与列车的电制动分配,具体控制过程如下:;