浅议城市轨道车辆制动控制系统

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1、浅议城市轨道车辆制动控制系统摘要：地铁车辆牵引及制动同样重要，都是地铁车辆的核心组成部分。本文主要对地铁车辆的制动进行阐述，供同行借鉴参考。关键词：地铁车辆；制动中图分类号:U231+.94引言地铁车辆的制动有电制动和机械制动2种，其中电制动又使用了再生制动和电阻制动，机械制动使用了空气制动和弹簧压力制动。从操作和用途来讲，又可分为常用制动、快速制动、紧急制动和停车制动。一、电制动电制动是列车在常用制动下的优先选择，是由列车的B车和C车承担的。假设3节车需要的制动力为300%,正常情况下，B车和C车的电制动各承担150%。电子牵

2、引控制单元DCU接收到司机控制器发出的常用制动指令信号5B（数字信号）和制动要求值SD（模拟信号）后，经过载荷计算，得出本车100%及A车50%的所需制动力的和值，向三相变频变压逆变器（VVVF）的GTO变流相模块发出相应开断指令信号，随即电动机成为发电机。将列车的动能经过VVVF转换成1800V直流电输送回接触网和供给本列车的辅助系统，这时发生的是再生制动。如果列车所在的接触网供电区段上无其他列车处于牵引状态，而辅助系统的用电量不能完全消耗再生的电能，电荷就会在电容上集聚，使电容电压XUD迅速上升，亦即使电网电压XUN上升。当

3、XUD超过1800V时，DCU向VVYF的制动斩波GTO模块发出开通指令信号，制动斩波器开始工作，将多余的电能送到制动电阻BR上消耗掉。二、空气制动在司机控制器发出常用制动指令而列车电制动无故障的情况下，气制动只是电制动力不足时的补充和列车停车前阶段（70%,ECU仍执行常用制动指令。保压制动的另一用途是列车在上坡道启动时可防止列车向后移动。司机控制器主手柄打到"牵引”位，经过约2s的延时，牵引力矩才达到要求值，而保压制动压力在DCU确认接受到牵引指令后开始缓解，并在牵引力矩达到要求值之前完全缓解，以保证安全启动。（四）停车制动

4、停车制动是通过与气制动共用的制动闸瓦产生作用的弹簧压力制动。如果列车较长时间断电停放，由于压缩空气泄漏无补充，气压逐渐下降•气制动就会失去作用，而使用弹簧压力制动能长时间安全停车。广州一号线上的车辆，一半的踏面制动单元上装有停车制动装置，可保证AW超员载荷的列车在4%的坡道上停稳。停车制动的施加和缓解都经过压缩空气操作，出现故障无法气动缓解时可由人工手动缓解。四、制动模式的混合与转换ECU向DCU传送的载荷模拟信号产生于BCU中的载荷压力传感器，分别在ECU和DCU中用于气制动和电制动的载荷校正。假如因故障原因ECU接收不到该信

5、号，ECU内部程序将以AW载荷代替。常用制动下可能有两种制动力在作用。DCU优先选择电制动，同时向ECU输出3个信号.ECU据此判断电制动的工作状况及能否满足列车制动力需求。如果出现电制动力不足、电制动滑行、电制动故障等情况，ECU立即向BCU发出指令，由气制动补充不足量或完全代替。即使在最恶劣的条件下一一电压低于1500V（直流），AW3载荷和出现滑行，DCU和ECU都能提供每节车所必需的100%制动力。由于电制动的效率随着速度降低而下降，因此列车制动到速度小于12km/h后，电制动很快退出，全部由气制动代替。保压制动指令是E

6、CU的内部程序按照外部指令和信号执行的。列车制动到速度小于12km/h时，DCU通过列车控制线向ECU发出一个保压制动触发信号。假如因故障原因ECU未能接收到该信号，ECU的内部程序将在8km/h速度时自行触发，但保压制动的实际产生仍需要有以下条件：（1）无牵引指令；（2）无快速制动指令；（3）无紧急制动指令；（4）常用制动需求SD85%后，电制动不再增加，由A、B、C3节车的气制动力FP-A,FP-B,FP-c补充。动车的制动力为本车的F—ED和PF之和，而拖车的FP是因B车和C车电制动力不足而产生的。（二）B车和C车无电制动

7、，翩动需求值SD=100%B车和C车的DCU向本车和A车的ECU输出"电制动OFF”信号，各车的气制动各自承担本车100%的制动力需求。（三）B车电制动正常，发生滑行，C车无电制动，制动需求值SD=100%o电制动出现滑行的B车DCU向本车和A车的ECU输出1个“电制动滑行”信号，C车DCU向本车和A车的ECU输出1个"电制动OFF”信号，从图7中可以看到：C车制动力与图6相同，B车制动力只有电制动力F-ED-B部分，说明B车并不从本车而全部由A车补充气制动。这样的设计目的在于尽可能利用A车的粘着，发挥最大的制动力。五、防滑保护

8、在动车上电制动和气制动都有各自独立的防滑保护功能。电制动的防滑保护由DCU控制。由于VVVF对于4台牵引电机的牵引输出和制动反馈是并联的，因此即使只有1个轮对发生滑行，DCU也是同步短时停止4台电机的电制动，这样对制动带来不利影响，防滑保护的效果也不好。气制动的