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1、湖南铁道职业技术学院毕业设计说明书552013届毕业设计课题名称：城轨车辆电力牵引交流传动控 制系统的分析及故障排除设计 专 业 系 轨 道 交 通 系 班 级 2010 宁波地铁订单班 学生姓名 苏海东 指导老师 首 珩 完成日期 2013年06月 2013届毕业设计任务书一、 课题名称：电力牵引交流传动控制系统的分析及故障排除二、 指导老师：首珩三、 设计内容与要求：1、课题概述:随着电力电子技术的发展，电力牵引交流传动系统逐步替代了早期的直流牵引传动系统，在轨道交通领域得到了广泛应用，成为铁路实现高速和重载运输的唯一选择和主要发展方向。而交流传动控制系统是交传机车和电动车组的核心部件，是
2、列车运行的神经中枢系统。分析该系统的工作原理，掌握常见故障的处理方法有着非常重要的现实意义。本课题主要分析电力牵引交流传动控制系统的组成结构及各组成部件的主要功能原理，以及常见的交流传动控制技术；分析系统常见的故障现象及应急处理方法。2、设计内容与要求：（1）设计内容本课题下设3个子课题： CRH动车组交流传动控制系统的分析及故障排除 HXD交传机车传动控制系统的分析及故障排除 城轨车辆交流传动控制系统的分析及故障排除每个子课题设计的主要内容可包括：a.电力牵引交流传动控制系统的发展历史及现状分析b.电力牵引交流传动控制系统的组成结构分析c.电力牵引交流传动控制系统主要组成部件功能和原理分析d
3、.各种交流传动控制技术的对比和分析e.电力牵引交流传动控制系统的常见故障排除f.结论（2）要求a.通过检索文献或其他方式，深入了解设计内容所需要的各种信息；b.能够灵活运用电力电子技术、交流调速技术、CRH动车组HXD型电力机车等基础和专业课程的知识来分析电力机车交流传动控制系统。c.要求学生有一定的电力电子，轨道交通专业基础。四、设计参考书1、 现代变流技术与电气传动2、 电力牵引交流传动与控制3、 CRH2动车组、CRH3动车组4、 HXD1型电力机车5、 HXD2型电力机车6、 HXD3型电力机车五、设计说明书内容1、 封面2、 目录3、 内容摘要(200-400字左右，中英文)4、 引
4、言5、 正文（设计方案比较与选择，设计方案原理、分析、论证，设计结果的说明及特点）6、 结束语7、 附录(参考文献、图纸、材料清单等)六、 设计进程安排第1周： 资料准备与借阅，了解课题思路。第2-3周： 设计要求说明及课题内容辅导。第47周： 进行毕业设计，完成初稿。第7-10周： 第一次检查，了解设计完成情况。第11周： 第二次检查设计完成情况，并作好毕业答辩准备。第12周： 毕业答辩与综合成绩评定。七、毕业设计答辩及论文要求1、 毕业设计答辩要求（1）答辩前三天，每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文、专题报告等必要资料交指导教师审阅，由指导教师写出审阅意见。（2）学生答辩时，自述部分
5、内容包括课题的任务、目的和意义，所采用的原始资料或参考文献、设计的基本内容和主要方法、成果结论和评价。（3）答辩小组质询课题的关键问题，质询与课题密切相关的基本理论、知识、设计方法、实验方法、测试方法，鉴别学生独立工作能力、创新能力。2、 毕业设计论文要求文字要求：说明书要求打印(除图纸外)，不能手写。文字通顺，语言流畅，排版合理，无错别字，不允许抄袭。3、 图纸要求：按工程制图标准制图，图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字注释必须使用工程字书写。4、 曲线图表要求：所有曲线、图表、线路图、程序框图、示意图等不准用徒手画，必须按国家规定的标准或工程要求绘制。目 录
6、摘 要1引 言1第1章电力牵引交流传动技术的概述21.1 电力牵引交流技术的组成21.2 电力牵引交流传动技术的发展4第2章 交流牵引电机的构造分析62.1 交流牵引电机的简介62.2 交流牵引电机的结构72.3 交流牵引电机的工作原理92.4 交流牵引电机的工作特性10第3章城轨车辆交流传动控制系统123.1交流传动控制系统概述123.2交流传动控制系统的组成133.3交流传动系统的控制方式143.4城轨车辆交流传动系统的控制原理16第4章城轨列车网络控制系统194.1 TCN及LonWorks网络194.2 ARCNET网络和CAN总线234.3 CAN总线264.4 CAN2.0总线规范
7、274.5 常见的几种网络拓扑结构28第5章 HXD3交流传动系统组成结构功能和原理345.1 HXD3型电力机车技术特征345.2 HXD3型机车主变压器的结构365.3 HXD3型机车交流传动系统的功能385.4 HXD3型机车主变压器的制动原理39第6章城轨车辆电力牵引交流控制系统的故障排除436.1 常见的故障分析方法436.2 城轨列车牵引交流传动控制系统的常见故障456.3 城轨列车牵引交流传动控制系统的故障故障分析476.4 城轨列车牵引交流传动控制系统的常见故障处理措施50第7章 结论52心得体会53参考文献54附 图55摘 要随着电力电子技术的发展，电力牵引交流传动系统逐步代
8、替了早期的直流牵引传动系统，在城市轨道交通领域得到了广泛的应用，成为轨道交通实现高速和重载运输的唯一选择和主要发展方向。而交流传动控制系统是城轨电力牵引传动控制系统的核心部件，是城轨列车运行的神经中枢系统。通过分析城轨车辆牵引传动控制系统的构造和原理，掌握常见故障的处理方法有着非常重要的现实意义。本设计主要分析城轨车辆电力牵引交流传动控制系统的组成构件，各组成部件的主要功能和原理，以及常见的各种故障类型，对该系统常见的故障进行分析，掌握处理故障的有效方法。 关键词：城轨车辆 交流传动 控制系统 故障排除 AbstractWith the development of power electro
9、nic technology, electric traction drive system gradually took the place of early DC traction drive system, in the city rail transportation has been applied extensively, become the orbit traffic to achieve high speed and heavy haul transportation only option and the main direction of development The
10、AC drive control system of city rail electric traction drive control is a core component of the system, is the city rail train in the central nervous system Through the analysis of urban rail vehicle traction control system structure and principle, to grasp the common breakdown processing method has
11、 a very important practical significance The design of the main analysis of city railway vehicle AC drive control system in electric traction components, each component of the main function and the principle, as well as the common fault types, the system common fault analysis, fault handling method.
12、Key words: urban rail vehicle AC drive control system trouble shooting6引 言随着国民经济的发展，城市规模在不断扩大，城市人口急剧增加，随之出现的交通拥堵问题日趋严重。城市轨道交通新的交通运输方式以其不可比拟的优势快速发展起来，在城市公共交通中发挥着越来越大的作用。因此，做好此项工作，保障城轨列车的运行安全是全体城轨工作人员的神圣职责。随着城轨电力牵引列车的运行速度和载客量日益提高，确保列车的运营安全，具有十分重要的意义，一旦发生行车事故，不仅经济损失是巨大的，甚至可能造成不良的政治影响。城轨车辆电力牵引交流控制是一个高度集
13、中的大系统，为了不断提高运营能力，防止各类事故的发生，就要求我们熟悉城轨车辆牵引传动控制系统的构造和原理，掌握常见故障的处理方法。才能保证这个大系统的有机统一，保证城轨运营的畅通无阻。作为城市轨道交通控制专业的专业学员，城轨机车车辆运营质量的好坏，与我们技术要求水平的高低关系极大，因此，如何科学地使用好城轨交流传动电力机车，充分发挥它的效能，掌握它的运行规律，以提高列车牵引重量和运行速度，安全正点的完成运营任务，是我们必须研究的课题。只有了解和掌握了城轨车辆电力牵引交流的控制性能，以及列车运行的一般规律和有效的故障排除，才能正确操纵城轨列车，及时有效的排除列车故障，安全正点，多快好省地完成运营
14、任务。城市轨道交通作为国家重要的基础设施、国民经济的大动脉和大众化的交通工具,它负担着城市人员交流的主要运输任务，在实现经济社会又好又快发展中肩负着重大责任，承担着艰巨任务。城市轨道交通具有占地少、污染小、能耗低、成本低、运量大、全天候的比较优势，加快城市科技创新步伐，对加快构建符合科学发展要求的我国综合交通运输体系，具有不可替代的重要作用。我国城市轨道交通技术发展的总目标是实现城市轨道交通现代化，重点发展方向是乘客运输快速化、高速化，货物运输重载化、快捷化，安全装备系统化，牵引动力系统化逐步建立一个具有中国城市轨道交通特点的技术体系.随着近年中国经济持续增长，城市轨道交通需求也随之增加，自2006年以来，大功率交流传动机车诞生及批量投入运用，标志着我国铁路机车行业成功实现了由直流传动向交流传动的转化，机车技术平台达到世界先进水平，机车装备现代化和机车装备制造业现代化发展迈入了新的历史阶段。第1章电力牵引交流传动技术的概述1.1 电力牵引交流技术的组成从很早的年代开始,人们就一直努力探索机车牵引动力系统的电传动技术。1879年的世界第一台电力机车和1881年的第一台城市电车都在尝试
