項目十 城市軌道交通車輛控制電路系統(tǒng)檢修

城市軌道交通車輛檢修項目十城市軌道交通車輛控制電路系統(tǒng)檢修

目錄控制電路系統(tǒng)概述1控制電路系統(tǒng)設(shè)備2控制電路系統(tǒng)設(shè)備檢修31任務(wù)一控制電路系統(tǒng)概述Part一、控制電路系統(tǒng)的作用城軌車輛控制系統(tǒng)是列車和外圍系統(tǒng)的接口，都通過無線方式與地面聯(lián)網(wǎng)，以滿足整個運營系統(tǒng)調(diào)控和旅信息服務(wù)的要求。城市軌道交通車輛上的各個設(shè)備，通過機(jī)械、電氣、電磁、網(wǎng)絡(luò)等聯(lián)系，形成一個統(tǒng)一的整體，通過駕駛員操縱實現(xiàn)列車運行的控制，而對于裝置有列車自動控制(ATC)系統(tǒng)的電動列車，還可實現(xiàn)城市軌道交通系統(tǒng)的列車自動駕駛（ATO）、列車自動保護(hù)(ATP)、列車自動監(jiān)控（ATS）、列車通信控制(TCC）等全自動控制。城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要由主牽引傳動系統(tǒng)、牽引與制動控制系統(tǒng)、輔助供電系統(tǒng)和車門控制系統(tǒng)組成。一、控制電路系統(tǒng)的作用城市軌道交通車輛控制原理示意圖城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)組成框圖一、控制電路系統(tǒng)的作用輔助供電系統(tǒng)為城軌車輛提供輔助供電，其主要為下列系統(tǒng)提供電源：為主傳動系統(tǒng)提供通風(fēng)冷卻中壓電源和控制通信低壓電源；為制動系統(tǒng)的空氣壓縮機(jī)提供中壓電源和控制通信低壓電源；為全車提供客室正常照明、應(yīng)急照明；為空調(diào)系統(tǒng)提供中壓電源和控制通信低壓電源；為列車的自動控制系統(tǒng)、通信及列車綜合管理系統(tǒng)提供低壓電源。牽引/制動控制系統(tǒng)是列車實現(xiàn)牽引和制動控制相關(guān)功能的控制電路系統(tǒng)，通過電氣、器件的組合實現(xiàn)一定的邏輯功能。通過單元模塊的控制程序運算，再經(jīng)列車通信控制系統(tǒng)的實時響應(yīng)，最終實現(xiàn)對列車的有效控制。車門控制系統(tǒng)關(guān)系到城市軌道交通車輛的運營安全。車門是乘客乘降必須接觸的車輛部件，關(guān)系到乘客的人身安全。因此在城市軌道交通車輛中，將客室車門的狀態(tài)直接與列車的運行狀態(tài)相關(guān)聯(lián)，通過列車信息顯示系統(tǒng)，告知和提醒駕駛員所有乘客車門的狀態(tài)，從而保證行車的安全。二、控制系統(tǒng)工作原理在軌道交通運輸中，采用電動機(jī)械傳動來滿足車輛牽引的電氣部分，稱為電力牽引傳動控制系統(tǒng)。城軌車輛的控制實際上是對牽引電機(jī)的控制。利用電機(jī)的可逆性原理完成車輛牽引和電制動工況的控制。城市軌道交通車輛單元車的總體控制2任務(wù)二控制電路系統(tǒng)設(shè)備Part一、駕駛控制器城軌車輛駕駛控制器是操縱控制電路的主令電器。通過控制城軌車輛控制電路中的電器來間接控制主電路和輔助電路中的電氣設(shè)備，達(dá)到安全又方便控制城軌車輛啟動、調(diào)速、轉(zhuǎn)換運行方向和電氣制動的目的。城軌車輛駕駛控制器為凸輪觸點式控制器，安裝在司機(jī)操縱臺上，其結(jié)構(gòu)組成如圖10-4所示，有主控制手柄、方式一方向手柄、主控器鑰匙、轉(zhuǎn)換開關(guān)組、凸輪組、警惕開關(guān)等，而板操作部分有主控制手柄、方式/方向手柄、主控器鑰匙。1—主控制手柄2—方式／方向手柄3—轉(zhuǎn)換開關(guān)組4—凸輪組5—警惕開關(guān)一、駕駛控制器1.主控制手柄主控制手柄有“0”位、“牽引”位、“制動”位、“緊急制動”位四個位置。（1）“0”位—機(jī)械零位；（2）“牽引”位—向前推動手柄（遠(yuǎn)離駕駛員），牽引給定值可無級輸入，最前端位置為“100％牽引位”；（3）“制動”位—向內(nèi)拉動手柄（拉向駕駛員），制動給定值可無級輸入，在“100％制動位”有一阻滯，最里端位置為“緊急（快速）制動位”，快速制動位帶有限位凹槽。一、駕駛控制器2.方式／方向手柄方式/方向手柄用于選擇駕駛方向。它有“向前”“0”“后退”三個位置。運行方向必須在車輛運行前選擇，并且到下一站前停車保持有效。（1）“ATC列車自動控制”位—通過系統(tǒng)操作或手動控制向前運行。在制動位上通過操作主控制手柄，可擺脫”ATC”的指令進(jìn)行制動；（2）“0”位置——沒有駕駛模式時被激活。（3）“后退”位置——人工倒車模式。方式/方向手柄與主控制手柄間存在機(jī)械聯(lián)鎖。只有當(dāng)主控制手柄在“0”位，方式/方向手柄才能進(jìn)行向前或向后位置轉(zhuǎn)換。只有選擇好方向，即方式/方向手柄在非“0”位，主控制手柄才可進(jìn)行牽引或制動操作。一旦方式/方向手柄在非允許情況下改變了方向手柄的位置，則系統(tǒng)自動起動緊急制動。一、駕駛控制器3.主控器鑰匙主控器鑰匙用于激活駕駛臺，位于駕駛控制器的右上角，有0、1兩個位置?！?”位置——關(guān)閉位置，只能在此位置取出或插人鑰匙。主控器鑰匙置于“0”位時，主控器手柄和方式/方向手柄均被鎖死，不能對其進(jìn)行操作且都處于“0”位。非“0”位置——激活駕駛臺。駕駛員可進(jìn)一步操作其他開關(guān)激活車輛。一旦主控制手柄和方式/方向手柄處于非“0”位，則主控器鑰匙就會被鎖死不能回零位。只有當(dāng)主控制手柄和方式/方向手柄處于雙“0”位時，主控器鑰匙開關(guān)才能從“1”位移回“0”位。4.警惕開關(guān)警惕開關(guān)是位于主控制手柄上端的兩個半圓頭開關(guān)。正常工作時，駛員必須用大拇指將兩個半圓合攏，只有停車時才放開。人工駕駛時只有按下警惕開關(guān)，操縱主控制手柄，列車才能起動。若松開警惕開3s（在彈簧力作用下兩個半圓頭分開），列車立即進(jìn)入緊急制動狀態(tài)。5.電位器在主控制手柄底部連接一電位器，當(dāng)主控制手柄由“0”位移向“牽引”或“制動”位時，輸出0-20mA電流的駕駛員指令給控制電路。二、繼電器繼電器是一種根據(jù)外界輸入信號（電量或非電量）的變化，接通或斷開小電流電路，以實現(xiàn)自動控制和保護(hù)功能的電器，繼電器的分類方法有很多，按工作原理可分為電磁繼電器、感應(yīng)繼電器、熱繼電器等；按輸入信號性質(zhì)可分為電流繼電器、電壓繼電器、壓力繼電器等；按輸出方式可分為有觸點式繼電器和無觸點式繼電器電氣設(shè)備柜中的繼電器二、繼電器1.結(jié)構(gòu)原理以電磁式繼電器為例，城軌車輛上應(yīng)用的電流繼電器、中間繼電器和電壓繼電器均屬于電磁式繼電器。電磁式繼電器的電磁機(jī)構(gòu)就是測量機(jī)構(gòu)，當(dāng)輸入量達(dá)到其動作參數(shù)要求時，就將轉(zhuǎn)換為銜鐵的吸合動作。它的觸點是執(zhí)行結(jié)構(gòu)，當(dāng)輸入量達(dá)到動作參數(shù)要求時，它由原來的開斷狀態(tài)轉(zhuǎn)變成閉合狀態(tài)，并接通被其控制的電路，從而得到一個輸出電壓。當(dāng)輸入量由零增加到一定值（動作參數(shù)）時，銜鐵被吸合，使觸點閉合，接通被控電路，在輸出端有電壓輸出，即輸出量由零躍變到最大值。銜鐵吸合后，如果將輸入量減小到一定值（釋放參數(shù)）時，反作用力大于電磁吸力，銜鐵釋放，觸頭開斷，被控電路也斷開，輸出量由最大值下降到零。當(dāng)輸入量繼續(xù)減小時，輸出量維持為零值。二、繼電器2.技術(shù)參數(shù)繼電器的主要技術(shù)參數(shù)有：額定值、動作值、返回值、線圈消耗功率、觸點接觸電阻、絕緣電阻、觸點負(fù)荷和壽命等。（1）額定值：指輸入量的額定值及輸出量的額定值。如額定電壓、電流、額定氣壓等。（2）動作值：能使接點閉合的輸人物理量中的最小值。有時也稱整定值。（3）返回值：能使接點打開的輸人物理量中的最大值。需要注意的是銜鐵的釋放值不一定是繼電器的返回值（如常閉接點）。（4）返回系數(shù)：繼電器的返回值Xfh與動作值Xdz之比，稱為返回系數(shù)，用Kfh表示，即返回系數(shù)是繼電器的重要參數(shù)之一．對繼電器來說一般Kfh＜l，Kfh越接近于1，繼電器動作越靈敏，但抗干擾能力就差，所以返回系數(shù)也不完全是越高越好，對控制繼電器來說，返回系數(shù)要求不高，對保護(hù)繼電器要求有較高的返回系數(shù)。（5）動作值的調(diào)整繼電器的動作值（或返回值）的調(diào)整，也稱繼電器參數(shù)的整定。對電磁繼電器的整定，可通過改變反力彈簧和工作氣隙來實現(xiàn)。對電子繼電器來說，可改變比較環(huán)節(jié)的電位器的阻值等來實現(xiàn)。二、繼電器3.瞬動中間繼電器D-U200系列瞬動中間繼電器接線圖型號額定電壓最小電壓保持電壓最大電壓線圈電阻線圈額定電流D-U204110VDC77VDC11VDC137.5VDC5830Ω18.9mA額定功耗2.22W額定電壓下的感應(yīng)系數(shù)L/R11ms加電

8ms放電吸合時間20ms釋放時間18ms常開觸點彈跳時間4ms常閉觸點彈跳時間8ms二、繼電器表10-2中間繼電器觸點參數(shù)最大工作電流16A(200A,10ms)最大觸點電流10A(AC1;IEC947)最大開斷電壓250VDC,440VAC最小開斷電壓12V,10mA最大接觸電阻15mΩ最大切斷容量110V10A直流(L/R≤15ms)230V10A交流(cosphi≥0.7)接觸間隙0.8ms斷開接點之間的絕緣2.5KV;50Hz;1min接觸力＞200mN額定電流根據(jù)IEC947（AC1），6AmpsAC電阻性規(guī)定的分?jǐn)嗳萘考皦勖?4VDC1AmpL/R=0ms電氣壽命:550萬次110VDC0.5AmpL/R=40ms電氣壽命:100萬次220V，50Hz1AmpPF=1電氣壽命:350萬次二、繼電器絕緣強(qiáng)度4KV,50Hz,1min極-極IEC255-5

2.5KV,50Hz,1min觸點-線圈IEC77絕緣等級C級，380V，50Hz/450VDC，IEC255-5耐壓脈沖5KV(1.2/50ms)振動10-150Hz時為2gIEC571-1

50Hz時為5gIEC77沖擊50Hz時為5gIEC77機(jī)械壽命30×106次最大開關(guān)頻度1200次/小時重量125g最高環(huán)境溫度+70℃最低環(huán)境溫度-40℃濕度90﹪，允許短暫冷凝防護(hù)等級IP50二、繼電器B400系列瞬動繼電器原理圖和插針圖二、繼電器表10-4中間繼電器線圈數(shù)據(jù)繼電器型號額定電壓電壓范圍額定功率保持電壓開脫電壓線圈電阻B400115EG115VDC77-144VDC3.5W6011.54000Ω表10-6中間繼電器主要數(shù)據(jù)絕緣強(qiáng)度2000VAC,1min接點-接點2600VAC,1min接點線圈-底座絕緣電阻1000MΩ(500VDC時)重量450g最高環(huán)境溫度+80℃最低環(huán)境溫度-40℃濕度93﹪RH，40℃，4天鹽霧5﹪的NaCl,35℃，4天二、繼電器額定電流12A，10A(電阻性)接點電阻初始5A時最大為10mΩ

最終10A時最大為40mΩ分?jǐn)嗄芰皦勖?2Amps電阻性）72VDC時3A,L/R=0ms電氣壽命：5，000，000次

110VDC時1A,L/R=30ms電氣壽命：2，500，000次

220VAC,50Hz時3A,PF=1電氣壽命：500，000次最小接點導(dǎo)通性24VDC時為20Ma接點閉合時間常開閉合時間＜55ms

常閉閉合時間＜50ms接點開啟時間常開開啟時間＜15ms

常閉開啟時間＜25ms中間繼電器觸點參數(shù)三、速度傳感器傳感器是一種測量裝置，它能感受相應(yīng)的被測量，并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出量（電量），以滿足信息的傳輸、處理、儲存、記錄、顯示和控制要求。速度傳感器安裝位置三、速度傳感器1.速度傳感器的結(jié)構(gòu)與工作原理磁電式傳感器主要用于城軌車輛的速度檢測。傳感器的原理如圖10-9所示。磁電式傳感器的基本原理是利用電磁感應(yīng)原理，將輸入機(jī)械位移轉(zhuǎn)換成線圈中的感應(yīng)電動勢輸出，它不需要外加電源。速度傳感器原理三、速度傳感器永久磁鐵、感應(yīng)線圈和外殼固定不動，齒輪安裝在輪對軸端隨輪軸一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)齒輪隨輪軸旋轉(zhuǎn)時，齒輪與軟磁鐵軛之間的氣隙隨之變化，從而導(dǎo)致氣隙磁阻和穿過氣隙的主磁通變化，在線圈中感應(yīng)出電動勢。設(shè)每轉(zhuǎn)一圈傳感器發(fā)出110個脈沖，其頻率為：式中n—轉(zhuǎn)速，單位為r/min；N—齒數(shù)，N=110。脈沖速度信號經(jīng)脈沖整形放大后輸出整齊的矩形波信號，并將此信號送到計數(shù)器，把頻率轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)速。速度傳感器主要包括脈沖發(fā)生器、磁輪、密封件和外蓋。速度傳感器的磁輪使用螺釘固定在軸箱端蓋上。帶有電纜接線的脈沖發(fā)生器安裝在速度傳感器的蓋上，脈沖發(fā)生器與磁輪之間存在小氣隙，要求氣隙范圍在0.4-1.4mm之間。3任務(wù)三控制電路系統(tǒng)設(shè)備檢修Part一、駕駛控制器檢修（1）檢查凸輪外表是否有磨損痕跡，如有就更換。對轉(zhuǎn)軸經(jīng)常進(jìn)行清潔和潤滑，表面應(yīng)經(jīng)常擦拭。（2）檢查轉(zhuǎn)換開關(guān)，測量轉(zhuǎn)換開關(guān)觸點阻值是否正常，大修中應(yīng)更換所有的轉(zhuǎn)換開關(guān)。（3）檢查電位器工作情況，電位器電阻阻值在整個工作范圍內(nèi)變化應(yīng)該是平滑的，對于阻值變化有跳動的電位器應(yīng)予以更換，在大修中應(yīng)更換電位器。（4）主接觸器組裝完成后，應(yīng)檢查各部件的聯(lián)鎖功能。同時還應(yīng)檢查在不同工作模式下相對應(yīng)的轉(zhuǎn)換開關(guān)工作是否正常。二、繼電