车辆电气期终论文.doc

评分 （20102011学年第2期）铁道车辆电气装置期终论文姓名： 冯 军 班级： 08级铁道车辆三班 学号： 20087777 摘要随着人们生活水平的提高，对铁道车辆的各种要求也越来越高，甚至基于环保意识，人们开始关注铁道车辆电气装置的性能以及对人对环境的适应性。铁道车辆电气装置如驱动系统、辅助电源系统等，是铁路车辆的基本系统。它的设计理念是在实现高速、大容量的同时，要提高装置的性能，减小体积质量，并确保运输可靠性，实现有利于人们的铁路系统。满足人们在安全性、舒适性等方面的需求。AbstractWith the improvement of peoples living standard,there are more and more various of requirements of the railway vehicles.Based on the environmental protection consciousness,people begin to pay close attention to the performance of vehicle electrical devices as well as flexibility to people and environment. Railway vehicle electrical devices, such as driving system, such as auxiliary power system is the basic system of railway vehicle.It is designed to realize high speed in large capacity at the same time, to improve the performance of the device, reducing the volume, and to ensure the quality of transport, for people to realize the reliability of the railway system. Meet the people in the safety of the needs of comfort.目录总结1第1章 绪论1第2章 接触网供电1第3章 车辆蓄电池2第4章 轴温报警器2第5章 客车电开水炉3第6章 塞拉门3第7章 列车信息显示器4拓展内容4轴温报警器4接触网供电6铁路相关问题7英文学习8翻译部分8专业术语10结论10参考文献11总结第1章 绪论但是经过多年发展，铁道车辆电能从只用于照明、电扇和电动水泵渐渐发展为集电气照明、电热水器、轴温监测与报警及自动控制等于一体。电能的应用日益增加，在技术性和服务性上有了很大提高。电气装置在旅客列车服务性上的各种应用，虽然给人们带来很大方便，但电气装置本身在运用条件上也有很大局限。它需要满足几点条件，并且在不同的海拔也需要做出不同的设计。并且车辆电气装置必须要有合理的容量。电气负载的消耗也不是固定的，在决定供电系统的容量时，要考虑到电气负载的需要功率、效率、负载的功率利用系数等。铁道车辆的各种电气装置各司其职，但都需要供电系统为其提供电能。为电气负载和自动化装置提供电能的供电系统，有三种供电方式，即：单独供电、集中供电和混合供电。第2章 接触网供电接触网是架设在线路上空为电力机车供电的特殊线路。是一种特殊的供电方式，电能由地方电力网输送到铁路牵引变电所后，经主变压器降压达到电力机车正常使用所需电压等级，再由馈电线将电能输送至接触网。在铁路客车上，电气化接触网供电方式有三种：机车供电、电源车供电和DC 600 V/AC 380 V兼容供电。接触网通过电力机车向空调列车供电，其供电系统的集中控制与供电系统的信息传递采用列车网络来实现。各个主要部件，包括整流电源装置、逆变电源装置、充电电源装置和配电柜等均必须通过网络接口和列车网络连接，从列车网络处接收命令并且反馈信息。逆变电源装置简称为逆变器或变换器，充电电源装置简称为充电器。客车逆变器分散交流装置由车端连接器、列车供电干线、配电柜、逆变电源装置、蓄电池组、充电电源装置、空调控制柜、照明控制柜等部件组成，其中，空调控制柜、逆变器、充电器的控制电源受配电柜控制，配电柜控制电源受机车控制。第3章 车辆蓄电池蓄电池是贮存化学能，放出电能的电气化学设备。在铁路车辆上，蓄电池可以按用途和产生化学反应的不同分别分类。车辆蓄电池的作用主要是用于供电电源和柴油发电机的启动电源。我国沿用的供电电源使用的蓄电池是TG型酸性铅蓄电池或者GN型碱性镉镍蓄电池。TG型酸性铅蓄电池。它由顶盖、硬沥青封口、负极板群、正极板群、隔离板等部分组成，所用电解液为稀硫酸。其初充电的好坏会直接影响电池的容量和使用寿命。铁路客车使用的镉镍蓄电池是方形开口带式的结构，由正极板、负极板、隔离物、壳体和电解液五大部分组成。与铅蓄电池相比结构略为简单，内部化学反应种类不同并且没有初充电的影响。第4章 轴温报警器轴温报警器，由探头、定点报警系统和测温系统组成。有的报警器会由于结构上的原因，电路比较复杂，常出现误报警的现象。但多数轴温报警器能及时发现轴温故障，避免长时间热轴导致的客车出轨、颠覆等。造成温度过高的原因有很多，诸如材料缺陷、机加工和热处理工艺不合格等，客车轴温的检测方法也有很多，从最早的乘务员用手摸到现在的普遍安装轴温监测与报警装置。温度传感器是轴温报警器最重要的组成部分，传感器有零点电压值、灵敏度、串联特性和并联特性四个基本的特性。数字温度传感器具有抗干扰能力强、低功耗、高性能、选配微处理容易等优点。TKZW1T型分立式轴温报警器，这款轴温巡检报警器综合了国内各种分立式轴温报警器的有点，选用性能优良的PN结温度传感器和CMOS集成电路。有点是体积小、重量轻、功耗低和性能可靠报警仪设在列车乘务员室，便于第一时间发现险情并快速处理。以一片8位微处理器（89C51单片机），内含4K的程序存储器和4个8位的输入、输出端口，外围电路由传感器模块、通讯模块、开关电源模块等组成的集中式轴温报警器，主机在列车上充当总的轴温监控器的角色。它不停地查询各车分机的轴温数据，并进行显示、报警处理和按照人为设定的时间间隔向IC卡内记录这些轴温数据。第5章 客车电开水炉为满足旅客旅途的需求，提高客车舒适性。车辆内部设置有广阔的发展前景。目前铁路客车使用的电开水炉主要有电阻加热式和电磁我留热效应式两种。并且都具有特殊的使用环境和使用条件。诸如沿线水质问题，自动控制元器件质量问题都会给电开水炉控制系统带来麻烦。电磁开水炉是利用涡流的热效应原理研制成的，涡电流的热效应与交流电的频率有关。将电能转换成热能，利用的是电磁感应原理。电阻加热式开水炉有点多，缺陷也多。在列车行驶中，车辆本身将产生振动。使液面剧烈震动。液面的剧烈波动将造成电磁阀的工作状态非常不稳定，以致无法正常工作。为了消除这些因素造成的不良影响，综合给冷水箱水位控制上下电极和电磁阀逻辑状态，进而控制进水电磁阀。在现代铁路客车上，电开水炉的工作都采用电子控制。但是在列车行驶过程中，由于使用环境不稳定等原因，很容易产生故障。为了避免出现误动作，于是出现了单片微型机控制系统。这种系统程序由主程序和两个中断处理程序组成。有点是结构简单、可靠性高和抗干扰能力强。南北方水质不同，电热管加热元件高温强度差，冷却后脆化严重，振动冲击造成的电热管脆断损坏，积增的水垢等等都是电磁开水炉需要攻克的难题。第6章 塞拉门随着我国的客车运行速度越来越高，提速客车最高运行速度达到160km/h，面临的问题也越来越多。高速度带来的空气阻力和车内负压加大，这就需要车辆具有较高的密封性。以保证列车的安全运行和乘客的舒适性。所谓塞拉门，就是车门在整个开关过程中，有塞拉的动作；车门关闭时，车门外面与车体外皮相平；车门打开时，车门与车体重叠。塞拉门可以根据驱动方式、控制方式和门扇数量进行分类。塞拉门的门控器安装在一个黑色铁盒内，又简称电子微处理器。整个塞拉门的工作过程均由门控器控制。它要满足两个条件才能启动：供电电压存在，并保持在DC24V；风压为450600kpa。另外，车门上还会安装保险锁，报警器等。电控气动塞拉门主要由电气系统、气动系统、启动机构、门板、闭锁机构以及翻转脚蹬等组成。主要工作过程就是：发出关门信号后，关门电磁阀动作，由无杠气缸推动驱动机构执行关门动作，同时脚蹬翻转收起。关门到位后，闭锁机构打开，开门电磁阀动作，由无杠气缸推动驱动机构执行开门动作，同时脚蹬翻转落下。总之，电控气动塞拉门电气控制系统的主要任务就是开门信号的处理和控制。第7章 列车信息显示器为吸引旅客列车每一位旅客的，满足旅客一些基本要求，列车上安装有多种列车显示器，如列车电视。虽然列车电视还有很多技术问题有待解决，但在方便和舒适性上却是为旅客带来很大程度的享受。列车在行驶时，需要全天候自动通报站名，提示列车运行情况。这样能够减轻列车员的工作量。实时以图文并茂的方式介绍各个站点的著名旅游景点和交通、住宿情况，方便了乘客。报站系统由底层下位机、上层PC机、控制台、各车厢显示终端、数据库和配套软件组成。列车信息显示系统用于全方位地向旅客及时传播列车运行情况、铁路交通的法令和乘务知识等。而GPS列车计算机网络在现代铁路中具有良好的发展前景，它能将列车轴温集中报警器、列车信息显示系统、列车电控塞拉门系统整合在一起，形成一套列车网络系统，降低系统的故障率嘛，提高硬件的工作效率和投资效益。客车车厢显示器有两类：客车厕所有无人显示器和客车液位显示器。厕所有无人显示器采用延时系统，能自动显示厕所“有人”、“无人”、“停用”三种情况的自动化显示装置，自动显示其使用状态。而液位显示器主要用于客车水位显示，目前发电车的冷却水系统与柴油系统液位也均使用此类显示器。拓展内容轴温报警器轴温报警器校验台是保证铁路行车安全的重要计量检测设备。客车轴温报警器，由探头、定点报警系统。测温系统组成。目前已有报警器由于结构上的原因电路比较复杂，常出现误报警的现象，本实用新型探头采用了双金属温度继电器做为测温元件，测温采用定点选择测温的方式，能同时完成报警和测温的功能，电路简单、报警可靠、易维护修理。铁路客车轴温报警器是保证旅客列车行车安全的重要监测装置。目前广泛应用的KZSM-1型集中轴温报警器的性能及使用功能都有了较大提高，可使用数字、模拟2种传感器，采用载波通讯方式，实现了对轴温报警器数据的集中监测管理，大大方便了乘务人员在列车运行途中对轮对轴承的监控。铁路机车抱轴轴承、轴箱轴承，是机车走行部分的关键性部件，一旦发生轴承烧死、切轴等情况，很容易造成机车机破、颠覆等重大事故的发生。严重危及旅客安全，并给国家造成重大经济损失。因此机车轴温报警装置对机车安全运行起到了一定作用。在机车上得到了广泛应用。但是其中还存在很多问题，比如：如轴温误报警动作产生的严重噪声污染会一项司机操作。如果司机长时间对这种轴温误报警习以为常，不引起足够的警惕和重视，就非常容易造成重大事故的发生。另外由于机车车顶都没有安装高压报警装置，存在很大安全隐患，以致雨天湿度大，绝缘强度下降，检修人员都不愿意上车顶进行维护和检修。现在机车使用的轴温报警装置，均以单片机进行控制。由于单片机的抗干扰性和可靠性比较差，以致机车轴温报警装置经常发生故障。与单片机控制相比，PLC专为工业环境下的应用而设计，具有单片机不具备的有点。抗干扰能力强、可靠性高、互换性强、编程容易、易于推广等优点。比较能保证机车运行安全和检修人员人身安全。机车轴温以及车顶高压报警装置是一种通过数字温度传感器和霍尔传感器实时测量机车轴箱和抱轴上温度及车顶高压。并进行显示和报警的装置。该装置的核心是PLC控制器，外国电路主要由数字电路传感器、霍尔传感器、数码管及驱动芯片、蜂鸣器、驱动芯片、轴温IC卡和编程器几个部分组成。数字温度传感器用来测量各轴位的温度和环境温度经机车端子派送PLC处理。霍尔传感器用来测量车顶的感应电势，以判断车顶是否存在高压。当超温超压时蜂鸣器就会呼叫警报，数码管屏幕闪烁，提醒司机及时处理。车辆乘务员或车长接到通知或在巡视中发现异常情况时，必须认真观察、正确判断、妥善处理。当轴报器显示温度持续上升，应采取果断措施，必要时立即通知运转车长停车检查处理。发现轴承零件破损、油脂变质、混沙、混有金属粉末等异状，不能保证行车安全时应做摘车修理，不得强行带车，防止扩大事故性质。当客车发生热轴报警时，乘务人员须详细记录报警时间、列车运行区间、报警车号、轴位、外温、轴温变化情况以及轴箱检查情况，并在停车处理点通报当地列检或本属段调度。为保证轴报器始终处于良好状态，列车运行中非专业人员不得随意操作或拆卸轴报器及其配件。与现行的轴温报警器相比，这套装置增加了一级预报警功能。由于通风机经硅整流柜排出的热风的影响，位于二轴、五轴的二位、四位传感器的温度应该比其他轴温上传感器的温度高。如果其他轴位上传感器的温度超过了这个轴位的温度，说明这些轴位的温度可能存在异常。虽然此时装置还没有达到温升报警或超温报警要求，装置也将发出预警警报。温升警报：当某一位传感器的当前温度与环境温度超出55以上，装置报警，蜂鸣器呼叫，屏幕闪烁。超温警报：当某一位传感器的绝对温度达到90时，装置报警。当车顶存在高压时，霍尔传感器将输出与磁场强度成比例的感应电势，装置发出高压报警信号。轴温正常，车顶无高压时，装置数码管能循环显示各轴位的温度和环境温度。系统在各种环境下运行，车载电子设备很多，存在很多干扰源。这就要求本装置必须具备很强的抗干扰能力。这样一来可以减少其他设备对本装置的干扰，也可以减少本装置对其他车载设备的干扰。以保证机车的运行安全。接触网供电接触网是架设在铁路线上空向电力机车提供电能的特殊形式的输电线路。电能由地方电力网输送到铁路牵引变电所后，经主变压器降压达到电力机车正常使用所需电压等级，再由馈电线将电能输送至接触网。电力机车靠从接触网上获取电能以提供牵引动力，保证列车运行。接触网由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础几部分组成。接触悬挂包括接触线、吊弦、承力索以及连接零件。接触悬挂通过支持装置架设在支架上，其功用是将从牵引变电所获得的电能输送给电力机车。支持装置用来支持接触悬挂，传递来自支持悬挂和其他建筑相互间的作用力。支持装置根据接触网所在空间、大型建筑物等不同而不同，包括腕臂、水平拉杆、悬式绝缘子串、棒式绝缘子及其他建筑物的特殊支持设备。定位装置包括定位管和定位器，作用是固定接触线的位置，使接触线在受电弓滑板运行轨迹范围内，保证接触线和受电弓不脱离，并将接触线的水平负荷传递给支柱。目前我国电气化铁道干线上牵引变电所牵引侧母线上的额定电压为27.5kv，接触网的额定电压为25kv，最高电压29kv。在供电距离较长时，电能在线路中产生电能损耗，是接触网末端电压降低。但接触网末端电压不应低于电力机车的最低工作电压20kv，系统正常的情况下，机车受电弓上的电压不得低于19kv，所以两牵引变电所之间的距离一般为40-60km，具体间距需经供电计算确定。供电过程是：电压从牵引变电所经过馈电线输送至接触网，流过电力机车，再经轨道回路和回流线，流回牵引变电所。并且由于轨道和大地之间不绝缘，在电力机车的电流流到轨道以后，并非全部电流都沿着轨道流回牵引变电所。实际上有部分电流进入大地，并在地中流回牵引变电所。这种由大地流经的电流称地中电流。在正常情况下，接触网有单边供电和双边供电。还有一种非正常供电方式叫做越区供电。而高速铁路接触网中，供电方式有BT（吸流变压器）、AT（自耦变压器）和同轴电力电缆三种方式。其中同轴电力电缆供电是一种新型的防干扰供电方式。其实，合理的供电方式还应该考虑对接触网的设计选型、导线磨损和安全使用的影响。技术方案应先进合理，能有效降低工程造价以及运营成本经济，更重要的是能够保证高速列车的运行质量及旅行舒适度铁路相关问题说实话，虽然大学里面学的专业是火车方面的，但其实我本身并没有坐过太多次火车。所以仅能发现一些直观的较为表面肤浅的东西。我坐的火车硬座居多，并且由于线路原因经常是人满为患。在站着得时候就特别想要坐下，可是坐下是舒服了，问题也出现了。我们知道在大巴上经常有些作为下面会凸出来一块，那是车轮位置。它会呈一个锥面凸出来。有些人觉得这没什么，但是相对于我这种腿比较长的人来说，就有点不知道在什么位置下脚的感觉。总觉得挤，但又总是摆不好腿的位置。在火车上也有这种情况。经同学求证，是空调回流口的挡板。它就凸在那里，不偏不倚，正好跟大巴车上的差不多，让我无从下脚。就那么一个小小的空间，腿曲起来，不能说一动不动，但时间久了真的不好受。所以我想，是不是能够把这个挡板改进一下。比方说把它做得薄一点，然后贴放到车内壁上，或者贴着座位固定在下面。主要是要做小，做薄。这样能够空出更多的空间供人活动。人性化的设计总是能带来很多意想不到的良好效果。如果能把这个挡板形状设计成一个放脚的踏板，也许会是一个不错的选择。亲身经历的另一个问题就是拥挤。火车相对于汽车来说，票价要便宜不少，所以吸引很多人选择这种交通方式。但是人多了就容易拥挤。看过电影人在囧途的人应该能理解这种感觉。所以我觉得是不是能够在车顶设置一些拉杆，一方面可以用来挂行李架上装不下的包，再就是让可以拉住，靠一下。比较人性化一点。当然，这都是我比较片面的看法，要具体考虑甚至设计使用，都还比较遥远。英文学习翻译部分Passenger doors are important parts of metro vehicles.With the rapid development of science and technology, as well as our strong infrastructure investment, the development pace of high speed train have been greatly accelerated. The existing problem of sliding plug door system for urban mass transit vehicle is difficult to close because of the push of passengers.This article analyzes the stress sustained by door system in the situation of crowded passengers,proposes a new type of jiggle sliding plug door,which could solve the problems happed in the normal sliding plug door.This jiggle sliding plug door,designed and manufactured according to international and European standards,is able to endure 4 times the pressure the sliding plug door system couid sustain and proves to be excellent in its working functions after testing and actual application. This paper compares the jiggle sliding plug door with the electrical sliding plug door by the working principle,the forced state and the structure,researches into the effect on the structure of the car body ,the sealing,the built-in layout,the external appearance and the maintenance. Finally,it presents the reference for the design selection of passenger compartment doors on Guangzhou Metro Line 2&8 extension project.It is known to us that deficient sliding door gear is one of the most frequent reasons for taking rapid transit stock out of service.AS far as to say maintenance.Maintenance of rolling stock can be divided into two main categories,planned and unplanned or more usually known as routine and casualty.It is difficult to get the balance right between over and under maintenance and this must be watched carefully,allowing suitable adjustments to be made in both procedures and frequencies when these are show to be necessary.Of equal importance is the necessity to keep accurate up to date records of every maintenance activity on each item of rolling stock.车门是地铁车辆的一个重要组成部分我国高速轨道交通事业发展迅速,动车组已经成为人们生活中重要的交通工具之一,针对现行城市轨道车辆上使用塞拉门系统“关门难”的现象,分析了乘客拥挤情况下门系统的受力状况。提出了一种新型的按照欧洲及国际标准进行设计和制造的微动塞拉门:在最大防挤压力相同的前提下,微动塞拉门关门时门系统能够承受的人体阻力接近现行塞拉门的4倍;且由于微动塞拉门的塞拉距离减小,拥挤的乘客作用在门板上的人体阻力显著降低,约为现行塞拉门的1/5。从而解决了塞拉门“关门难”的问题。文章对微动塞拉门和电动塞拉门的工作原理、受力状态及结构等方面进行比较,研究其对车体结构、密封性、内装布置、外部美观性、维护性的影响,并介绍了广州地铁二八线延长线项目客室侧门设计选型的依据。我们都知道，滑动门故障常常是导致高速交通不能正常工作的主要原因之一。说到维护，一般说来，车辆的维护分两种，即计划维护和计划外维护，也就是我们通常所说的常规维护和临时维护。准确把握部件是否需要进行维修是很难的，所以必须要细心观察，必要时对部件维修程序和维修频率进行适当的调整。对车辆的每一项的每一次维修做准确的实时记录是必须的，这一点也同样重要。专业术语Railroad cars 铁道车辆 passenger car 旅客列车Multiple 动车组 light rail 轻轨铁路Coach 客车 siding 旁轨Monorail 单轨铁路 crew 乘务人员Platform 站台 terminal 终点站Jaw 钩舌 cushioning 缓冲，减震Locomotive 机车 turbine 涡轮Transmission 传动 shaft 轴Truck frame 转向架构架 master controller 司机控制器Total wheel base 全轴距 axle load 轴重结论作为我国一种主要交通方式的铁道车辆，电气装置是其重要组成部分。各种电气装置在满足人们对列车的安全性、舒适性、方便快捷等要求的同时，自己本身也需要符合某特定条件才能正常运行。铁道车辆电气装置的运用条件不同于地面固定的工业和民用电气设备。大功率电力电子器件、各种部件和控制技术等支持车辆电气装置的核心技术在不断进步。有效地利用这些核心技术，完成优化设计就是我们接下来的努力方向。 参考文献1 程相辉，于德财. 既有塞拉门更新改造. 北京：北京理工大学出版社，1998.2 李春明，程志刚.微动塞拉门与电动塞拉门选型研究. 北京：机械工业出版社，2002.3 侯文军. 地铁车辆客室车门监控功能的优化设计. 西安：西安交通大学出版社，1999.4 宓群恩. 城市轨道交通车辆电动塞拉门死机故障和应对措施.北京：北京交通大学出版社。