南京地铁2号线电动客车电气系统及其特点.docVIP

南京地铁2号线电动客车电气系统及其特点 康亚庆 （南京地下铁道有限责任公司 南京 210008） 摘要：介绍南京地铁2号线电动客车电气系统的主要设计方案、各项性能指标及其特点。 关键词：地铁车辆、控制与诊断、性能指标、车辆设计 工程概要 南京地铁2号线为南京轨道交通线网中的一条重要线路，整体上呈东西走向，一期工程为油坊桥90 km/h AW2的平均运行速度 36 km/h 平均起动加速度（从0加速到36 km/h） 1.0m/s2 平均起动加速度（从0加速到80 km/h） 不小于0.6m/s2 平均常用制动减速度（80 km/h～0包括响应时间） 1.0m/s2 最大减速度 1.15 m/s2 紧急制动时的平均减速度 1.3m/s2 冲击限制 0.75 m/s3 表２ 车辆主要参数 主要尺寸/mm 长：A车24400，B/C车22800；宽：3000；高：3800 定员（座席）/人 A车：54；B/C车：58；每列车共340 设计重量/t A车：36；B/C车：38 转向架 无摇枕结构，低合金钢板焊接H型构架，动车齿轮传动比为6.9547 主要设备 牵引电机：电机为3相鼠笼式异步牵引电机185kW；牵引逆变器：800kW；辅助电源装置：逆变器240kVA，充电机25kW；空气压缩机：920L/min VVVF控制方式 采用PWM方式进行三相输出电压的变压变频（VVVF）控制，带有再生和电阻能量吸收相配合。 制动方式 电制动与空气制动相配合，带有防滑/防空转控制功能。 车载设备 ATO自动驾驶、ATP列车自动防护系统、车载无线通信设备 2.2列车故障运营能力 一列6辆编组列车在AW0到AW3负载情况下失去一辆动车动力时，能在无风速限制情况下以36km/h的商业运营速度完成当天的运营；在AW2负载情况下失去二辆动车动力时，列车能以65kph的最大速度完成一个往返运行。在超员载荷，损失1/2动力情况下，列车能在35‰的坡道上启动，并能行驶到最近相邻车站，然后空载返库。 一列空载6辆编组列车能牵引一列超载（AW3）无动力的故障列车在3.5%的坡道上起动。 2.3噪音水平 车内噪音水平：在停车状态下，客室内部辅助设备噪音水平小于69 dB(A)。车外噪音水平：列车在自由场内以稳定速度60km/h±5%通过时，在距轨道中心7.5m处测量的等效连续噪声不超过80dB(A)。 3、电气系统的主要设计方案及其特点 电气系统主要由电气牵引与控制系统、辅助电源系统、列车控制与诊断系统、乘客信息系统组成。 3.1电气牵引与控制系统 3.1.1牵引逆变器采用ONIX152HP系列，由大功率电力电子器件IGBT（3300V/1200A）构成，采用PWM方式对交流牵引电机进行三相输出电压的变频变压（VVVF）调节，从而对车辆的速度、牵引电机的力矩、牵引-制动工况的转换及运行方向变换进行控制。采用司机手动牵引、制动控制方式或ATO自动驾驶方式。每辆动车采用1C4M方式。 3.1.2系统采用了矢量控制，提高了控制灵敏度和精度，使系统的响应速度提高。充分利用轮轨粘着条件，并具有反应及时、有效可靠的防滑防空转控制，尽量重新恢复轮轨间的粘着。 3.1.3系统保护完善、可靠。在车辆的高压主电路上设置高速断路器，其电气参数与牵引电站馈出端的保护参数相匹配，以达到协调保护功能。 3.1.4系统具有空重车调节功能。即根据列车空气弹簧反馈的载重量在空车到超员范围内自动调整牵引力和电制动力的大小，使列车保持起动加速度和制动减速度基本保持不变，达到运行平稳的效果。 3.1.5采用了32位微机控制，具有自诊断功能，监视和保护功能完备。 3.1.6系统具有电抗器和电容器等组成的线路滤波器，其本身产生的电磁干扰受到有效抑制，不影响各种线路设备和车载设备的正常工作，同时能够防止外界对牵引系统产生的电磁干扰。 3.1.7具有紧急牵引功能。列车采用冗余MVB网络控制，考虑到网络控制方式在国内刚刚开始使用，网络的可靠性有待实践验证，所以在A车设置PWM编码器。当网络正常时，牵引、制动命令及力的大小通过MVB网传输给牵引控制单元PCE和制动控制单元BCE；当网络故障时，司机可以采用手动驾驶模式，编码器将司机手柄发出的牵引、制动力大小编码成PWM信号并通过硬连线传输给牵引、制动控制单元，以便在仅仅网络故障的情况下能够将列车回到车辆段而不必采取救援。 3.1.8采用模块化结构设计是该系统的一个特点。 图1 牵引逆变器 如图1所示，高压箱HV.BOX、高速断路器HSCB、监控单元、隔离开关IES、牵引逆变模块OCU以及线路滤波电抗器分别采用单独的模块化设计，考虑到电气原理、方便接线及电磁兼容性等因素合理安排其位置，将这些模块吊挂在钢梁结构上，再通过