动车是怎么动起来的?

2018年08月20日 次阅读 0 条评论 0 人点赞

题图:Public Domain高铁、地铁等轨道列车的动力来源是什么?知友:华尔(300+ 赞,知乎编辑推荐)题主不知是什么专业,这个问题问得很好

题图:Public Domain

 

高铁、地铁等轨道列车的动力来源是什么?

 

知友:华尔(300+ 赞,知乎编辑推荐)

 

题主不知是什么专业,这个问题问得很好啊。

 

我先按地铁列车原理来回答你得问题,因为高铁、地铁、普快火车基本原理差不多,只是有些地方不一样。

 

 

地铁列车一共有 6 节,其中有动车,拖车。动车是中间四节,拖车是头尾两节,其中有两节车是带有受电弓的,如下图

 

 

当列车运行时,它就会在气压的作用下升起来从接触网获得直流 1500 伏电压,其工作原理很简单:从空压机获得气体推动气囊拉起下臂杆,其实就是大学所学的四连杆机构。

 

 

升起来之后接触到高压接触网,如下图。

 

 

这里就要讲到你迷惑的地方了,那接触网的电是哪里来的呢?答案是牵引变电所,如图。

 

 

电力牵引的专用变电所。牵引变电所把区域电力系统送来的电能,根据电力牵引对电流和电压的不同要求,转变为适用于电力牵引的电能,然后分别送到沿铁路线上空架设的接触网,为电力机车供电,或者送到地下铁道等城市交通所需的供电系统,为地铁电动车辆或电车供电。

 

一条电气化铁路沿线设有多个牵引变电所,相邻变电所间的距离约为 40~50 公里。在长的电气化铁路中,为了把高压输电线分段以缩小故障范围,一般每隔 200~250 公里还设有支柱牵引变电所,它除了完成一般变电所的功能外,还把高压电网送来的电能,通过它的母线和输电线分配给其他中间变电所。

 

受电弓得到直流 1500 伏的高电压后,怎么用呢,不是所有的电器都用这么高的德电压啊 ,而且有的用的是交流电压,这时候就要用到牵引逆变器(VVVF)和辅助电源系统(SIV)。

 

 

牵引逆变器的图片我没有,自己找下,辅助逆变器的也是一部分,大部分都是中车产的〈支持国产 〉,当然常牵庞巴迪也产这个。逆变器出来一部分给电机了,另外一部分在制动的时候被消耗了〈电阻制动〉。

 

辅助电源系统就是把直流 1500 伏变为列车常用电压 110 伏,因为车上大部分控制器,继电器都用直流 110 伏。

 

那么列车在没有高压得时候,怎么去控制它呢,这时候就讲到迷惑的第三个点了,蓄电池。

 

 

在列车没有获得高压之前全靠它来提供电源直流 110,在地铁列车两头的拖车底下,它的功能很重要,包括列车一开始的准备,钥匙激活,升弓,都靠它,他的电就是通过辅助电源系统充进去的,没有高压的时候就靠他来维持。假如没有课高压咋办呢,那咋办呢,靠电池可以动车吗,答案是当然不能了。

 

但是可以提供大约 45 分钟的紧急通风,和其他电器的供电,因为地铁列车发车前都要经过严格的调试,检查,而且还有先进得 ATC(列车信号监控系统),监控着列车的各个系统,同时还有列车调度人员在大屏幕上时刻注意着列车动态,假如列车没有可高压不能动车,就需要救援了,拖回去。

 

评论有人提到了受电弓的问题,那我来解释下:受电弓是列车重要的装置,再上一副实物图吧:

 

 

受电弓安装在动车车顶,车顶上铺有绝缘层,所以不会导致车体受到高压,它从接触网受到高压后整个都是带电的,所以需要导流线来导流引入高压箱,再经过熔断器,再到牵引逆变器箱等等。

 

首先来回答评论里面的问题:

 

1. 如何在高速情况下与接触网保持接触且保证不会磨耗,前面我提到了受电弓是由气压来升弓,如图所示,气体从车体上来之后首先到达气动控制箱在到达气馕(图中黑色的一坨)拉动钢丝绳带动下臂,原理就是前面说到的四连杆机构,弓头升起来之后那我如何去保持呢,那就要靠控制箱里面的阀(这种阀俗称压力阀,就是气压达到一定值就可以动作)了,在车底也有一个继电器控制箱他控制着气路的导通。

 

弓起来之后接触到电网给予电网一定的压力,保证可靠性接触,叫静态接触压力(有一定范围),这个压力是可调的(通过控制箱里面的阀),高速情况下只要接触网平滑、保持刚性接触就可以保证受流,再说说碳滑条(图中两块黑色的长方形),这个东西相当重要,设计这个人的很聪明哦,碳条这种东西容易导电而且易磨耗,比如我们削铅笔的时候,哈哈。

 

但是加入一些耐磨材料的话就很厉害了,碳滑条是有一定的厚度的,在运行过程中不断磨耗,假如被磨光了(不过也一般不可能,因为这个平时都要检查的),磨光了之后呢,这个弓头就要漏气了,弓头里面有气压,漏气了之后就会自动快速降弓,假如接触网不平滑就会导致碳滑条磨耗增大,或者有节点就会导致折断弓头。

由Cavien发布

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