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1、第一节.动车组牵引传动系统组成1. 从电动车组的发展过程来看，动车组的传动方式主要包括交一直流传动方式和交一直一 交、交一交传动方式。2. 交一直流传动系统是指机车或动车组采用交流供电而采用直流电动机驱动动车组运行 的传动系统。3. 交流传动系统是指由各种变流器供电的异步或同步电动机作为动力的机车和动车组传 动系统。目前变流器主要有直接式变流器（即交一交变流器）和带有中间直流环节的间 接式变流器（即交一直一交变流器）两大类。4. 交一交变流器是把电网的交流能量直接转换为电压和频率适合交流电机调节的能量；而 交一直一交变流器，先把电网交流能量转换成直流能量，然后进一步转换成电压和频率 可调节的交
2、流能量5. 交一直一交牵引传动系统主要由受电弓（包括高压电器设备）、牵引变压器、四象限变 流器、中间环节、牵引逆变器、牵引电机、齿轮传动系统等组成。6. 牵引逆变器是牵引传动系统的电机驱动侧变流器，列车牵引时作为逆变器，再生制动时 作为整流器，可以实现牵引与再生工况间快速平滑地转换。高速列车采用转子磁场定向 矢量控制技术和直接转矩控制技术实现对逆变器的PWM控制。逆变器牵引电机的 驱动控制技术是牵引传动控制系统的核心技术。7. 目前世界上高速电动车组有两种牵引方式：动力分散方式和动力集中方式。注意两个问题：第一，动力轴的重量必须足够提供牵引力所需的粘着力，否则动力车轮 将产生空转，丧失牵引力，
3、不但使电机功率不能发挥反而会损伤车轮和钢轨。第二，动 力轴的重量又不能过大，否则在高速运行时会产生过大的轮轨力，损坏钢轨和线路。动力集中设置的特点:在于集中在头车的动力设备便于检修和集中通风冷却，同时使拖 车少负担动力设备的重量和噪声干扰。动力分散特点是：（1）包括头车在内的各车厢都用来布置乘客座席和旅客设施。（2）每组 单元都具有完善的牵引、制动、控制、信息和辅助电源系统。（3）每列编组中设2架受电弓， 采用高压线连接以抑制离线和电弧的发生。（4）动力设备分散置于车底下部，设备的工作环 境和检修条件较差。动力分散型动车组轴重小，牵引动力大，启动加速快，驱动动轴多，粘着性能比较稳定, 容易实现
4、高速运转；其动力设备均可安装于地板底下，所有车辆（包括头车和中间车）均可成 为客车使用，这样可提咼列车定员。8. 粘着利用动力分散方式一般轴重较轻，单轴粘着力也较小，但由于动轴多，可以发挥的粘着牵引 力大，而动力集中方式虽然轴重大，单铀粘着力大，但由于动轴少，单轴粘着利用接近 极限，可以发挥的总的粘着牵引力小。就起动加速度而言，经计算表明，在低速区段， 动力分散方式可以充分利用粘着重量大的特点，动力集中方式粘着重量小，低速时采用 恒流控制。9. 法、德两国原先一直推祟动力集中牵引的动车组模式。日本一直坚持动力分散模式。早期的电力牵引传动系统均采用交一直传动，用直流电动机驱动。到上世纪80年代末
5、90年代初，高速列车开始采用交流电动机驱动。并存在两种不同的 技术路线，即交流同步电机和交流异步电机。应用于铁道牵引的电力半导体器件大致经历了晶闸管、GTO、IGBT三个发展阶段。IPM元件是GTO元件、驱动及保护电路的集成块，它具有短路、过流、过热及电流实时控制 等保护功能，将更有利于实用；10. 交流传动系统有以下优点：有良好的牵引性能电网功率因数高、谐波干扰小 单位重量体积的牵引功率大 动态性能和粘着利用好11. 高速动车组牵引传动系统采用的新技术主要表现在以下几个方面：(1) 新型全控电力电子器件的应用(2) 牵引变流器PWM控制技术交流调速传动系统中的变流器，无论是电源侧的整流器还是
6、电机侧的逆变器都属 于开关电路，电路中开关器件的周期性通断，从根本上破坏了交流电压、电流的 连续性和正弦性。电压、电流中的高次谐波，一方面给交流电网带来严重危害， 另一方面又使电机运行性能恶化。谐波电流产生的脉动力矩，会引起运动轴系振 动，增大运行噪声，严重时还会使电机不稳定运行。减小谐波含量的有效办法是 牵引变流器采用PWM技术。高速列车牵引变流器均采用PWM控制技术。(3) 列车驱动控制技术12. 动力牵引车的牵引特性曲线诵常被分成恒力矩和恒功区。恒力矩是通过控制交流器的输出u/f实现的；恒功通常是调频不调压，牵引电机工作 在磁场削弱状态。在恒力矩区与恒功区的交点，变流器输出为满电压，即为VVVF的终点。13. 牵引变流器与牵引电机的参数匹配最大电机最小逆变器匹配方案最小电机最大逆变器匹配方案介于两者之间的折中方案
动车组传动与控制
