（磁）轭部
电枢
电枢铁心 电枢绕组
转 子
换向器 换向片
（整流子） 云母片
轴
铸钢或热轧软钢板叠制
硅钢片叠成 漆包线或绝缘扁铜线 含少量银的铜合金 云母层压板，绝缘 碳素钢
提供磁路 产生电磁转矩，实现机电能量转换 提供电流、整流、换向 传递转矩
项目二 城市轨道交通车辆牵引传动系统
直流串励牵引电机工作原理
情况一：两台特性有差异的牵引电机装在同一动车上并联运行，轮径完全相同。
图2-11 特性有差异的牵引电动机负载 （a）串励电动机特性曲线 （b）他励电动机特性曲线
结论： 串励电动机负载分配不均匀的程度远比他励电动机小。
项目二 城市轨道交通车辆牵引传动系统
情况二： 两台电动机特性完全相同，而它们各自的动轮直径不同
（2-2）
式中：M — 牵引电动机转矩，N； ME — 电动机电磁转矩，N； ΔM — 电动机空载损耗引起的制动转矩，N； 一般为电机额定转矩的1％～3％。 CM — 牵引电动机常数。
项目二 城市轨道交通车辆牵引传动系统
图2-6 直流电动机转矩特性
图2-7直流电动机机械特性
根据电动机的转矩特性与速率特性，可以得到电动机的机械特性。
项目二 城市轨道交通车辆牵引传动系统
2．直流牵引电机的特性分析
(1)速率特性 直流电机的速率特性表示式
n U I a引电动机的端电压，V； Ia —牵引电动机的负载电流即电枢电流，A；
∑R — 牵引电动机电枢回路中的电阻， ；
Φ— 牵引电动机的主极磁通，Wb； Ce — 牵引电动机电动势常数。
项目二 城市轨道交通车辆牵引传动系统
牵引特性电气稳定性分析
牵引电动机稳态电压平 衡方程ƒ ‘（Ia）曲线斜率为正 值时，就具有电气稳定性。
图2-9 牵引特性电气稳定性分析
项目二 城市轨道交通车辆牵引传动系统
图2-10 串励、他励电动机的稳态电压平衡曲线f（Ia） （a）串励； （b）他励
项目二 城市轨道交通车辆牵引传动系统 （3）牵引电动机之间的负载分配：
图2-12动轮直径有差异时的牵引电动机负载分配
（a）串励电动机特性曲线 （b）他励电动机特性曲线
结论：串励电动机负载分配不均匀程度比他励电动机小。
项目二 城市轨道交通车辆牵引传动系统
（4）电压波动对牵引电动机工作的影响
图2-13电压波动时牵引电动机电流和牵引力的变化
项目二 城市轨道交通车辆牵引传动系统
1.
学习目标
2.
项目导入
3.
学习任务
任务3 城轨车辆直流牵引传动系统
项目二 城市轨道交通车辆牵引传动系统 学习目标
1．掌握牵引传动控制的类型； 2．掌握电气制动的类型； 3．掌握直流传动的控制原理； 4．能正确分析牵引和电制动电路； 5．能正确分析高压回路电路； 6．掌握主传动控制系统中的保护方式； 7．了解城轨车辆使用的电力电子器件类型、工作原理和应用； 8．了解城轨车辆整流、斩波和逆变电路工作原理和应用。
定义：动车正常运行时，由于偶然的原因引起电流发生微 量变化后，电动机本身能恢复到原有的电平衡状态.
直流牵引电动机的动态电压平衡方程式
UD E IaR L(dIa / dt) Cen IaR L(dIa / dt) (2-6)
式中：UD — 牵引电动机的端电压，V； E — 牵引电动机的反电势，V； L — 牵引电动机的电感量，H。
（1）机械稳定性
定义：列车正常运行时，由于偶 然的原因引起速度发生微量变 化后，动车本身能恢复到原有 的稳定运行状态
稳定条件：是牵引特性曲线的斜 率小于基本阻力曲线的斜率。
即: dF dW0 dv dv
（2-5）
图2-8 牵引特性机械稳定性分析
项目二 城市轨道交通车辆牵引传动系统
(2-6)
（2）电气稳定性：
项目二 城市轨道交通车辆牵引传动系统
项目导入：
项目内容：
主要介绍城轨交通车辆各种牵引传动系统组成及控制原理。全 面介绍了主传动设备——直流牵引电动机、三相异步牵引电机和直 线牵引电机的结构、工作原理及其特性。
详细分析了主传动系统牵引、制动、保护电路。
知识拓展：
介绍城轨交通车辆使用的主要电力电子器件的类型、工作原理 及应用场合，分析城轨车辆整流、斩波和逆变电路的工作原理。
图2-2 直流电动机结构（4极）
项目二 城市轨道交通车辆牵引传动系统
表2-1 串励牵引电动机的结构及部件作用
部
位
名称
主要组成部件
部件组成
使用材料
主极
主极铁心 励磁绕组
热轧软钢板叠制 漆包线或绝缘扁铜线
换向极铁心 热轧软钢板叠制
定 换向极
子
换向极绕组 绝缘扁铜线
补偿绕组
绝缘扁铜线
主要作用 产生磁通，建立主磁场 改善换向 改善负载特性，改善换向
项目二 城市轨道交通车辆牵引传动系统
． 3 直流牵引电机与动车牵引特性分析
动车牵引力与电动机转矩、动车速度与电动机 转速都是正比例关系，因而动车的牵引 特性曲 线F=ƒ（υ）与电动机的机械特性M=ƒ（n）趋势 一致，只是坐标比例尺不同。 动车运行时，必须具有机械和电气上的稳定性。
项目二 城市轨道交通车辆牵引传动系统
项目二 城市轨道交通车辆牵引传动系统
主磁通Φ由电机的磁化曲线决定
图2-4 电机磁化曲线
图2-5 直流电动机速率特性
对于复励电机而言，他励绕组磁势比例越大，速率特 性越接近他励电动机，反之则接近串励电动机的特性。
项目二 城市轨道交通车辆牵引传动系统
（2） 转矩特性
直流电机的转矩特性表示式
M M E M CM Ia M
电传动系统主电路
定义：一般是指一个车辆单元的牵引动力电路。 组成：受流器、牵引箱（PA）、牵引电机、制动电阻箱、电抗器、电气开关等。
项目二 城市轨道交通车辆牵引传动系统
图2-1 主牵引逆变器外形结构
项目二 城市轨道交通车辆牵引传动系统
任务1 直流传动控制
一．直流牵引电机的原理 1．直流牵引电机的结构与原理
项目二 城市轨道交通车辆牵引传动系统
电力牵引控制
定义：在轨道交通车辆中，用电动机驱动实现车辆牵引的传动控制方式（电传 动系统）。
作用：它是以牵引电机作为控制对象，通过控制系统对电动机的速度和牵引力 进行调节，满足车辆牵引和制动特性的要求。
类型：直流传动系统：采用直流（脉流）牵引电动机。 交流传动系统：采用交流（同步、异步）牵引电动机。