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地鐵、高鐵等軌道列車的動力來源是什么?

更新時間:2020-09-02 點擊數:61

地鐵、高鐵等軌道列車的動力來源是什么?

先按地鐵列車原理來回答,因為高鐵、地鐵、普快火車基本原理差不多,只是有些地方不一樣。

地鐵列車一共有6節,其中有動車,拖車。動車是中間四節,拖車是頭尾兩節,其中有兩節車是帶有受電弓的,如下圖

當列車運行時,它就會在氣壓的作用下升起來從接觸網獲得直流1500伏電壓,其工作原理很簡單:從空壓機獲得氣體推動氣囊拉起下臂桿,其實就是四連桿機構。

升起來之后接觸到高壓接觸網,如下圖

那接觸網的電是哪里來的呢?答案是牽引變電所,如圖

電力牽引的專用變電所。牽引變電所把區域電力系統送來的電能,根據電力牽引對電流和電壓的不同要求,轉變為適用于電力牽引的電能,然后分別送到沿鐵路線上空架設的接觸網,為電力機車供電,或者送到地下鐵道等城市交通所需的供電系統,為地鐵電動車輛或電車供電。一條電氣化鐵路沿線設有多個牽引變電所,相鄰變電所間的距離約為40~50公里。在長的電氣化鐵路中,為了把高壓輸電線分段以縮小故障范圍,一般每隔200~250公里還設有支柱牽引變電所,它除了完成一般變電所的功能外,還把高壓電網送來的電能,通過它的母線和輸電線分配給其他中間變電所。〈本段文字來自百度〉

受電弓得到直流1500伏的高電壓后,怎么用呢,不是所有的電器都用這么高的電壓啊 ,而且有的用的是交流電壓,這時候就要用到牽引逆變器(VVVF)和輔助電源系統(SIV)

輔助逆變器的也是一部分,大部分都是中車產的〈支持國產 〉,當然常牽龐巴迪也產這個。逆變器出來一部分給電機了,另外一部分在制動的時候被消耗了〈電阻制動〉。輔助電源系統就是把直流1500伏變為列車常用電壓110伏,因為車上大部分控制器,繼電器都用直流110伏。

那么列車在沒有高壓的時候,怎么去控制它呢?

在列車沒有獲得高壓之前全靠蓄電池來提供電源直流110,在地鐵列車兩頭的拖車底下,它的功能很重要,包括列車一開始的準備,鑰匙激活,升弓,都靠它,它的電就是通過輔助電源系統(SIV)充進去的,沒有高壓的時候就靠他來維持。假如沒有高壓咋辦呢,靠電池可以動車嗎,答案是當然不能了。這里說下為什么不能動車,因為牽引電機額定電壓大約1000多伏,每列動車有兩個牽引電機,四節動車就有8個電機,目前還沒有這么強勁的電池給它長時間供電,但是可以提供大約45分鐘的緊急通風,和其他110的電器供電,因為地鐵列車發車前都要經過嚴格的調試,檢查,而且還有先進得ATC(列車信號監控系統),監控著列車的各個系統,同時還有列車調度人員在大屏幕上時刻注意著列車動態,假如列車沒有可高壓不能動車,就需要救援了,拖回去。

關于受電弓的問題,這里也來解釋下:受電弓是列車重要的裝置。

受電弓安裝在動車車頂,車頂上鋪有絕緣層,所以不會導致車體受到高壓,它從接觸網受到高壓后整個都是帶電的,所以需要導流線來導流引入高壓箱,再經過熔斷器,再到牽引逆變器箱,還到輔助電源系統(SIV)。以下回答幾個問題:1.如何在高速情況下與接觸網保持接觸且保證不會磨耗?受電弓是由氣壓來升弓,氣體從車體上來之后首先到達氣動控制箱在到達氣馕(圖中黑色的一坨)拉動鋼絲繩帶動下臂,原理就是前面說到的四連桿機構,弓頭升起來之后那我如何去保持呢,那就要靠控制箱里面的閥(這種閥俗稱壓力閥,就是氣壓達到一定值就可以動作)了,在車底也有一個繼電器控制箱他控制著氣路的導通。弓起來之后接觸到電網給予電網一定的壓力,保證可靠性接觸,叫靜態接觸壓力(有一定范圍),這個壓力是可調的(通過控制箱里面的閥),高速情況下只要接觸網平滑、保持剛性接觸就可以保證受流;2.再說說碳滑條(圖中兩塊黑色的長方形),這個東西相當重要,設計這個人的很聰明哦,碳條這種東西容易導電而且易磨耗,比如我們削鉛筆的時候。但是加入一些耐磨材料的話就很厲害了,碳滑條是有一定的厚度的,在運行過程中不斷磨耗,假如被磨光了(不過也一般不可能,因為這個平時都要檢查的),磨光了之后呢,這個弓頭就要漏氣了,弓頭里面有氣壓,漏氣了之后就會自動快速降弓,假如接觸網不平滑就會導致碳滑條磨耗增大,或者有比較大的節點就會導致折斷弓頭。

至于第三軌,就是車底有個受流器而已,車上的變電原理基本沒啥區別,還有變電所供電電壓這塊,地鐵、鐵路、高鐵都不一樣。


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