第1章　绪论

1.1　动车组牵引传动系统组成

1.1.1　动车组牵引传动系统的组成及作用

电力牵引高速列车的供电、牵引传动系统，包括从变电站到列车受电弓在内的供电部分和动车组本身的传动系统。目前根据系统的传动方式和动力布置形式等差异，动车组供电牵引系统的组成有所不同。本教材主要介绍列车装备部分的牵引传动系统，即从受电弓、主变压器到牵引电动机的主电路部分涉及的内容。虽然受电弓一般列为牵引供电系统中，由于其为车载设备，因此也列为本书内容。

从动车组的发展过程来看，动车组的传动方式主要包括交-直传动方式和交-直-交传动方式。如图1.1所示为交-直牵引传动系统的构成图，图1.2所示为交-直-交牵引传动系统的构成图。

交-直牵引传动系统是指动车组采用交流供电而采用直流电动机驱动动车组运行的传动系统。从图1.1可以看出为了能够用电网提供的交流电驱动直流电动机工作，系统中采用了变流器，将交流电转换成直流电，并通过对变流器的控制来调整直流电动机的工作电压。

交流传动系统是指由各种变流器供电的异步或同步电动机作为动力的机车或动车组传动系统。目前变流器主要有直接式变流器（即交-交变流器）和带有中间直流环节的间接式变流器（即交-直-交变流器）两大类。

列车受电弓从接触网上取得的是一定频率和恒定电压的电源。而牵引电动机在所要求的转速、转矩范围内工作，需要的是电压和频率均可以调节变化的三相交流电。因此，必须设计一组变流调频装置。交-交变流器是把电网的交流能量直接转换为电压和频率适合交流电机调节的能量；而交-直-交变流器，先把电网交流能量转换成直流能量，然后进一步转换成电压和频率可调节的交流能量，如图1.2所示。

交-直-交牵引传动系统主要由受电弓（包括高压电器设备）、牵引变压器、四象限变流器、中间环节、牵引逆变器、牵引电机、齿轮传动系统等组成。受电弓将接触网的AC 25kV单相工频交流电输送给牵引变压器，经变压器降压后的单相交流电供给脉冲整流器，脉冲整流器将单相交流电变换成直流电经中间直流电路将直流电输出给牵引逆变器，牵引逆变器输出电压、电流、频率可控的三相交流电供给三相异步牵引电动机，牵引电机轴端输出的转矩与转速通过齿轮传动传递给轮对，转换成轮缘牵引力和线速度。

交流传动技术卓有成效的发展，一方面是由于功率半导体和变流技术的进步；另一方面取决于日臻完善的控制方法和控制装置。后者能够使变流器-电机的整个系统具备不同的性能，以满足不同应用场合的要求。对于铁路牵引来说，这些要求包括：平稳起动、抑制滑行和空转、再生制动、调速范围宽。此外，常常还希望多台并联工作的电动机能够由一个控制器进行控制。