1、高速动车组技术第四章 动车组控制系统胡汉春西南交通大学第二节 动车组控制电路的工作原理2第二节 动车组控制电路的工作原理第二节 动车组控制电路的工作原理3一、牵引控制电路动车组牵引控制的指令主要包括：前进、后进、牵引、级位等指令，司机通过主控制器进行操作。主控制器的前进（4线）或后进（5线）、牵引指令（9线）及110级位指令（11、12、13、15、17、19线）的各指令线被输入到车辆信息控制的中央装置，通过控制传送向牵引变流器传输指令，进行牵引运行控制。为保证控制电路按照指令正确动作，控制过程中必须满足一定的逻辑条件。4司机主控制器列车信息控制中央装置列车信息控制终端装置第二节 动车组控制电
2、路的工作原理一、牵引控制电路前进后进牵引指令110 级位牵引变流器列车网络总线牵引电机第二节 动车组控制电路的工作原理1MCR（主控制器继电器）条件如果满足以下条件，MCR励磁。条件（注：在此用表示and、表示or）B运非R励磁MCRR非励磁：相反侧的先头车的MCR非励磁MXR非励磁：与其他编组没有联挂B运非RMXRMCRMCRR103图4.1 MCR条件5第二节 动车组控制电路的工作原理61MCR（主控制器继电器）条件T1c-1车主控制器继电器MCR以3线（103线）作为电源，在制动设定器手柄位置（运转快速）位（制动设定器手柄没有拔下、有效）使“B运非R”接点闭合及主控制器辅助继电器MCRR
3、常闭接点NC闭合（另一侧司机台的主控制器非有效）的条件下动作。为了保证只能在一侧的司机室驾驶，即在T1c-1车驾驶时，T2c-8车操作无效（反之亦然），通过MCR和MCRR进行联锁控制。第二节 动车组控制电路的工作原理1MCR（主控制器继电器）条件引通線T1c-1M CRT2c-8M CRM CRM CRM CRRM CRRM CRRM CRR333Y3Z3X3W贯通线图4.2 MCR和MCRR的联锁7第二节 动车组控制电路的工作原理82牵引指令R的条件满足以下条件的话，牵引指令R励磁。由于牵引指令R得到励磁、主控制器指令可以输入监控器。条件（）（）MCR励磁换向开关前进R进行励磁换向开关后进
4、R进行励磁JTR励磁：没有进行快速制动DIR励磁：塞拉门在关闭状态DIRS为ON：关门连动继电器用开关为ON第二节 动车组控制电路的工作原理2牵引指令R的条件DIRSMCR换向开关前进RJTR牵引指令R换向开关后进RDIR图4.3 牵引指令R的条件9103-1第二节 动车组控制电路的工作原理103MCPR（主控制器接通继电器）条件满足以下条件，MCPR励磁。条件牵引指令R励磁MC切R励磁（MC空挡状态）MCPR一旦励磁，直到牵引指令R非励磁为止,一直自我保持（自锁）。MCPR得到励磁后，主控制器指令通过9线，可以输入监控器。第二节 动车组控制电路的工作原理3MCPR（主控制器接通继电器）条件牵
5、引指令RMCPRMCPRMC切R103-1图4.4 MCPR条件11第二节 动车组控制电路的工作原理4换向开关 R 条件换向开关前进位置时，换向开关前进R励磁。（前进模式）换向开关后进位置时，换向开关后进R励磁。（后进模式）换向开关前进R前 切 后103-1后进R图4.5 换向开关R条件121 2 3 4 5 6 7 8 9 10牵引指令R11第二节 动车组控制电路的工作原理5MC级位指令条件牵引指令R在励磁状态，通过操作MC（主控制器）级位（110级），如表4.1所示11，12，13，15，17，19线的各线被加压。各线输入监控器中央装置，进行牵引运行控制。MC(主控制器)131517191
6、2图4.6 MC级位指令条件13103-1第二节 动车组控制电路的工作原理6MC切R的条件把MC处在切（空挡）位置，MC切R进行励磁。由此MCPR可以励磁，使牵引指令条件（9线）有效。1 2 3 4 5 6 7 8 9 10MC切R切103-1图4.7 MC切R的条件14第二节 动车组控制电路的工作原理7牵引指令条件（9线）在项中如果满足以下条件,牵引指令线（9线）进行加压及 PR励磁。PR的接点信号输入到制动装置，使制动装置识别牵引运行模式。条件()牵引指令R励磁；MCPR励磁；B7非R励磁；B1非R为非励磁；MC级位为110；B运非R励磁；起动试验SW为闭合；NBR励磁：放缓ATP常用制动
7、；ATCKB1R为非励磁：ATP缓和制动B115B运非R B1非RB7非RPR1 2 3 4 5 6 7 8 9 10103-1 牵引指令RMCPR9启动试验SWNBR ATCKB1R第二节 动车组控制电路的工作原理7牵引指令条件（9线）MC(主控制器)图4.8 牵引指令条件16第二节 动车组控制电路的工作原理8换向开关前进指令条件（4线）在、的项目中，如果满足以下的条件，换向开关前指令（4线）被加压。条件 MCR励磁换向开关前R励磁MCR前进R4130-1图4.9 换向开关前进指令条件17第二节 动车组控制电路的工作原理9换向开关后进指令条件(5线)在、的项目中，如果满足以下条件，换向开关后
8、指令（5线）被加压。条件 MCR励磁换向开关后进R励磁MCR后进R5130-1图4.9 换向开关后进指令条件18第二节 动车组控制电路的工作原理1910定速开关SW电路（定速行驶）定速控制指令的输出条件是:在ATPCOR正常位置（ATP有效、没有切断）、LKJCOR正常位置（已有信号设备有效、没有切断）、牵引运行2档位以上的基本条件下，通过操作司机台的定速开关SW，定速继电器CSR得到励磁、CSR的常开（NO）接点处在闭合状态，输入到车辆信息控制的中央装置（23线）。第二节 动车组控制电路的工作原理2011起动试验开关电路该电路的目的：在处理牵引变流器的故障等以后，不行驶条件下判断牵引变流器是
9、否良好。通过制动设定器在7级位以上的条件下操作起动试验开关，使9线（牵引运行指令）得电。第二节 动车组控制电路的工作原理21司机驾驶室第二节 动车组控制电路的工作原理22司机驾驶室第二节 动车组控制电路的工作原理23司机驾驶台第二节 动车组控制电路的工作原理24主控制器第二节 动车组控制电路的工作原理25主控制器第二节 动车组控制电路的工作原理26二、制动控制电路动车组制动指令方式采用手操作制动方式及由ATP/LKJ控制的自动制动方式并用。动作方式采用电气再生制动方式与电气指令式空气制动方式并用的电-空协调制动的控制模式，对应速度粘着曲线模式进行制动力控制，还具有滑行检测机能及应载荷机能。优先
10、采用电制动，当电制动力不足时，补充空气制动。第二节 动车组控制电路的工作原理二、制动控制电路司机制动控制器列车信息控制中央装置列车信息控制终端装置牵引变流器再生指令17、快速级位列车网络总线牵引电机制动控制装置（BCU）再生模式再生反馈空气指令制动缸27第二节 动车组控制电路的工作原理28二、制动控制电路制动指令的种类：（1）常用制动（6167线、10线加压）（2）快速制动（152线不加压、10线加压）（3）紧急制动（153线、154线不加压）（4）辅助制动（411、461线之间加压）（5）耐雪制动（157线加压）第二节 动车组控制电路的工作原理29二、制动控制电路常用制动：采用对应制动手柄指
11、令的阶段控制方式（17档）。各档位的减速度均具有应载荷机能，无论车辆的质量如何，减速度保持一定。并且 可由ATP/LKJ控制的自动制动，分别相当于制动手柄的1、4、7档的作用。第二节 动车组控制电路的工作原理30二、制动控制电路快速制动：制动手柄处于快速位的场合 由ATP发出快速制动指令的场合 主气缸压力过低：主气缸压力小于59010kPa的场合 列车分离的场合：前方车辆采用快速制动动作，后方车辆则采用快速制动与紧急制动制动力大的一方动作 检测到制动不足的场合：当压力开关检测到BC压力不足，同时主变流器也检测到电气制动力不足的场合（快速制动时，也实施电气再生制动。）第二节 动车组控制电路的工作
12、原理31二、制动控制电路紧急制动：列车分离的场合：前方车辆采用快速制动动作，后方车辆则采用快速制动与紧急制动制动力大的一方动作 主气缸压力过低：主气缸压力小于59010 kPa 的场合 检测到制动不足的场合：当压力开关检测到BC压力不足，同时主变换器也检测到电气制动力不足的场合 紧急电磁阀关闭的场合 制动器手柄处在拔取位的场合紧急制动复位操作在制动手柄置于快速位时，按下紧急制动复位按钮。第二节 动车组控制电路的工作原理32二、制动控制电路辅助制动：不经过车辆信息控制装置和制动控制装置，根据制动手柄的位置，直接使EP阀动作。只有在车辆信息控制装置和制动控制装置故障时有效，辅助制动只在1号车和8号
13、车动作，所以制动力较弱。驾驶台背面的辅助制动NFB 置于ON 时才能动作。第二节 动车组控制电路的工作原理33二、制动控制电路耐雪制动：为了防止降雪时制动盘和闸瓦之间夹进雪块,轻轻压紧闸瓦,使闸片和制动盘之间的间隙关闭而装备的。通过驾驶席后面的耐雪SW 操作。在车辆时速110 Km/h 以下作用。第二节 动车组控制电路的工作原理341常用制动常用制动的制动力是由制动指令线（6167线）车辆信息控制装置（中央装置）车辆信息控制装置（终端装置）制动控制装置（BCU）。通过10线，发出指令决定再生制动是否适用。为提高制动指令的安全程度，还用硬贯穿线将67线（常用最大制动）连接到制动控制器。第二节 动
14、车组控制电路的工作原理351常用制动常用制动指令的发送源为制动设定器、ATP、制动换读指令器。操作制动设定器，B1非RB7非R被励磁，通过其a（常开）接点来加压6167线（17级位）。在超过限制速度后，通过ATP，释放NBR（正常制动继电器），NBR的b（常闭）接点接通ATCBR（ATC制动继电器）励磁，闭合ATCBR的a接点，61、66、67线被加压，发出ATP常用最大制动指令。若通过ATP判断制动力为B1或B4已经足够时，单独励磁ATCKB1R或励磁ATCKB1R和ATCKB4R，加压61线或64线、使B1或B4得到指令（ATP缓和制动）。第二节 动车组控制电路的工作原理361常用制动若有
15、再生制动指令时，电-空协调控制将如下进行：各个车辆的制动控制器（BCU）识别制动指令，且根据速度和车辆重量进行计算，输出所需的制动力。若再生制动指令（10线）被加压时，牵引变流器将基于来自BCU的再生制动模式电压（制动力指令值），进行电制动力控制，将所得的电制动力的计算结果反馈到制动控制器。BCU接受从牵引变流器反馈（再生反馈电压和电流检测信号(CDR)）的电制动力值，将不足部分的制动力作为空气制动输出。10线在B1非R、ATCBR、ATCKB1R中的任意一个被励磁时得到指令。但在车速5km/h、辅助制动选择、电制动开放SW为打开的任意情况时，不会发送指令给10线。234567第二节 动车组控
16、制电路的工作原理1常用制动制动设定器运行 1快速拔出103-2B运非RB1非RB2非RB3非RB4非RB5非RB6非RB7非RB非R图4.11 制动设定器37制动设定器指令运转1234567快速继电器B运非RB非RB非RB非RB非RB非RB非RB非RB非R第二节 动车组控制电路的工作原理381常用制动表4.2 制动设定器和励磁继电器的对应励磁、空白处非励磁第二节 动车组控制电路的工作原理39制动设定器第二节 动车组控制电路的工作原理40制动设定器第二节 动车组控制电路的工作原理41制动设定器61第二节 动车组控制电路的工作原理1常用制动（1）制动指令条件（61线）（档）在的项目中，如果满足以下
17、条件，制动指令(61线)加压。条件 B1非R励磁ATCBR励磁（ATP最大常用制动）ATCKB1R励磁（ATP缓和制动1N）B1非RATCBRATCKB1R103-2图4.12 制动指令条件（档）4243第二节 动车组控制电路的工作原理1常用制动（2）制动指令的条件（62线）（档）如果满足以下条件，制动指令(62线)被加压。B2非R励磁B2非R62103-2图4.13 制动指令条件（2档）44第二节 动车组控制电路的工作原理1常用制动（3）制动指令的条件（63线）（档）如果满足以下条件，制动指令（63线）被加压。B3非R励磁B3非R63103-2图4.14 制动指令条件（3档）45第二节 动车
18、组控制电路的工作原理1常用制动（4）制动指令的条件（64线）（档）在、的项目中，如果满足以下条件，制动指令（64）线被加压。条件 B4非R励磁ATCKB4R励磁（ATP缓和制动4N）B非RATCKBR64103-2图4.15 制动指令条件（4档）46第二节 动车组控制电路的工作原理1常用制动（5）制动指令的条件（65线）（档）如果满足以下条件，制动指令（65线）被加压。B5非R励磁B5非R65103-2图4.16 制动指令条件（5档）47第二节 动车组控制电路的工作原理1常用制动（6）制动指令的条件（66线）（档）在的项目中，如果满足以下条件，制动指令（66）线被加压。条件 B6非R励磁ATC
19、BR励磁（ATP最大常用制动）B6非RATCBR66103-2图4.17 制动指令条件（6档）48第二节 动车组控制电路的工作原理1常用制动（7）制动指令的条件（67线）（档）在的项目中，如果满足以下条件，制动指令（67）线被加压。条件 B7非R励磁ATCBR励磁B7非RATCBR67103-2图4.18 制动指令条件（7档）第二节 动车组控制电路的工作原理2快速制动向由快速制动贯穿线（152线）组成的制动控制器输送加压信号，保持快速制动为关闭状态。在的项目中，若满足以下条件，152线 被加压。条件 JTR励磁（不在紧急制动）EBR励磁（不在ATP非常制动）B非R励磁（不在快速制动位）JTR1
20、52EBRB非R103-2图4.19 快速制动指令条件49第二节 动车组控制电路的工作原理502快速制动快速制动指令条件当152线失电时，制动控制器（BCU）识别快速制动指令，立即启动快速制动。快速制动于以下情况时起作用：制动设定器操作（制动设定器手柄“快速”位置）根据ATP的快速制动（释放EBR）根据释放JTR的快速制动（受多种因素控制）第二节 动车组控制电路的工作原理2快速制动（1）制动设定器操作将制动设定器置于快速位，快速位置继电器“B非R”变为非励磁，其a接点打开，关断输向152线的电压。（2）通过ATP的快速制动（释放EBR）通过ATP的动作，释放总配电盘上用于ATP快速制动的继电器
21、(EBR)，由此断开其a接点，关断输向152线的电压。但是，若ATPCOR处在断开的位置（ATPCOR励磁）时，用于ATP快速制动的继电器(EBR)不起作用。JTR152EBRB非R103-2图4.19 快速制动指令条件51第二节 动车组控制电路的工作原理522快速制动（3）通过释放JTR的快速制动154D线在失电时，JTRTD断开，JTR的励磁停止。154D线在以下情况变为失电。MR（主风缸）压力降低：总风管高气压开关关闭(MRHPS)总风管气压开关继电器关闭(MRrAPSR)153K断电 154B1-154B2间断 列车分离：电气连接器断开154线没有电压 制动力不足的检测：车辆上用于检测
22、制动力不足的时限继电器(UBTR)消磁紧急制动阀继电器(UVR)消磁154A-154K间断154线没有电压 拔取制动设定器：B运非R的 a接点断开MCR消磁154M线消磁 乘务员开关处理：启动紧急制动开关(UBS1 or UBS2)154A没有电压第二节 动车组控制电路的工作原理532快速制动JTR的条件：在的项目中，如果满足以下条件，通过JTRTD，JTR进行励磁，不实施快速制动。条件 MCR励磁B非R为非励磁B7非R励磁UBRSWR（紧急制动重启）励磁一旦JTR励磁，进行自保持（自锁），直至154线变为无加压时，JTR才非励磁。MCRB非R缓释0.2s第二节 动车组控制电路的工作原理2快速
23、制动当JTRTD从励磁变为非励磁时，延时0.2秒后释放JTR无励磁快速制动动作。从另外一侧先头车的贯穿线(154线)JTRB7非R UBRSWRJTRTDJTR图4.20 JTR的条件54154D第二节 动车组控制电路的工作原理552快速制动（4）与再生制动的关联若将制动设定器置于“快速”位置时，由于“B1非R”处于励磁状态，因此10线也处于被加压的状态。由ATP引起的快速制动时，由于释放EBR的同时也释放NBR，所以ATCBR被励磁，ATCBR的a接点变为关闭状态，10线被加压。JTR非励磁时ATCBR也会被励磁，10线被加压。所以在发出快速制动指令时，在牵引变流器输入10线加压的指令，与此
24、同时，从制动控制装置(BCU)输入再生制动模式信号，再生制动控制如常用制动时一样起作用。第二节 动车组控制电路的工作原理562快速制动再生制动指令的条件（10线）：在的项目中，如果满足以下条件，再生制动指令线(10线)被加压。条件（）（）B1非R励磁：制动模式ATCBR励磁ATCKB1R励磁5SR为非励磁：速度为5km/h以上空档R励磁：可做空挡试验SBNR为非励磁：制动装置正常，不是辅助制动模式电气制动开放开关SW为OFF（关闭）：再生制动没有被切断第二节 动车组控制电路的工作原理2快速制动5SRATCKB1RSBNR 电气制动开放SWB1非R10ATCBR空挡R103-2图4.21 再生制
25、动指令的条件57第二节 动车组控制电路的工作原理583紧急制动经由头车的153K的a接点、贯穿线(153线)得到加压。从153线、经由后位司机台的MCR的b接点、对贯穿线(154线)进行加压，不实施紧急制动。一旦153线失电，紧急制动。紧急制动在以下场合发挥作用。列车分离 总风管压力降低 检测制动力不足 紧急电磁阀被关闭时 制动设定器手柄被拔取时第二节 动车组控制电路的工作原理3紧急制动153K的条件：在的项目中，如果满足以下条件，153K被励磁。当153K被励磁后，153线（正常运行时加压的贯穿线）被加压，构成紧急制动电路。当此电路变为没有加压时，紧急制动及快速制动工作。条件 B运非R励磁M
26、CR励磁MRrAPSR励磁：总风缸用气压开关为ON（接通）B运非RMCRMRrAPSR153K图4.22 153K的条件59第二节 动车组控制电路的工作原理603紧急制动（1）列车分离时列车分离处的前位一侧的车辆只有154线系统没有被加压，JTR被消磁，快速制动发挥作用。在列车分离的后位一侧的车辆，153线、154线系统均变为无电压，在紧急制动电磁阀（UV）消磁、紧急制动作用的同时，JTR消磁由于152线没有加电压，快速制动也得到指令。BCU（制动控制单元）将以紧急制动和快速制动的高位优先得到处理。第二节 动车组控制电路的工作原理613紧急制动（2）总风管管压降低时通过总风管用高压开关（MRH
27、PS）对两头车机罩内的总风管压力进行检测，低于设定值（59010kPa）时，断开接点。由于MRHPS的接点被打开，总风管用气压开关继电器（MRrAPSR）变为非励磁，其a接点变为打开状态，断开153K继电器的励磁。在将153线为不加压的同时，别的接点将154D线为不加压，对JTR消磁。由此，UV（紧急电磁阀）消磁，在紧急制动发挥作用的同时，快速制动也得到指令。第二节 动车组控制电路的工作原理623紧急制动（3）制动力不足检测时在检测到制动力不足时，UBTR（紧急制动限时继电器）进行消磁。当UBTR被关闭时，UV（紧急磁阀）和UVR （紧急磁阀继电器）的加压电路在153B-153C之间被阻断。U
28、V被消磁后，起动该车辆的紧急制动。与此同时，由于由UVR的a接点，154A-154K之间被阻断，因此JTR被消磁，失去了对152线的加压，快速制动动作。63第二节 动车组控制电路的工作原理3紧急制动（4）制动不足检测的构成用于检测各车辆的制动力不足的紧急制动继电器(UBR)在非励磁状态时，检测制动不足功能开始启动。UBR通过在155R的a接点被加压的155线得到励磁，若以下的条件成立时变为非励磁。条件：()B运非R为非励磁 B5非R励磁：制动设定器拔取位置：制动设定器B5-快速位置 70SR（2P191563-10A）励磁：速度在70km/h以下 B7非R励磁：制动设定器B7-快速位置 NBR
29、（2P191563-10C）为非励磁 ：启动ATP制动(常用)JTR为非励磁：启动非常制动B运非RB5非RB7非R70SRNBRJTR155RUBTR2UBCDRUBTR1第二节 动车组控制电路的工作原理3紧急制动UBRUBRSR160SAR1 BCS1(高圧)160SAR2 BCS2(低圧)UBTR1151图4.24 检测电制动力不足的条件64第二节 动车组控制电路的工作原理653紧急制动当UBR为非励磁时，UBR的a接点打开，UBTR在以下电路中呈自保状态。此状态时，检测制动不足的功能启动。若牵引变流器检测到电制动力不足，UBCDR断开；当速度达到160km/h以上时，160SAR2接点闭
30、合，当BCS2（低压）因压力不足时变为断开；当速度在160km/h以下时，160SAR1接点闭合，当BCS1（高压）因压力不足时变为断开；以上发生时，UBTR1将自保电路断开而被释放，UV（紧急制动阀）的励磁被关闭，紧急制动起作用。在UBR为断开期间，当UBTR释放后即使恢复了制动压力（制动力）检测，仍为释放状态。第二节 动车组控制电路的工作原理663紧急制动制动不足检测电路的复位：当成为不检测制动不足的条件状态时，UBR被再次励磁，UBTR即被励磁；若检测制动不足的条件成立时，又构成自保电路。URTR在UBRSR（用于紧急制动复位开关的继电器）被励磁时也进行同样的复位。67第二节 动车组控制
31、电路的工作原理3紧急制动（5）156R的条件(紧急复位)在的项目中，如果满足以下条件，156R励磁。当156R被励磁，贯穿线156被加压。当156线变为没有加压时，启动紧急制动。条件 B非R为非励磁：参照图4.11（在快速位）B非R励磁：参照图4.11UBRSWR（紧急制动重启开关继电器）励磁：参照图4.26MCR励磁：参照图4.1B非RB7非RUBRSWRMCR156R第二节 动车组控制电路的工作原理3紧急制动UBRSWR的条件(紧急制动复位)：如果满足以下条件，UBRSWR励磁。UBRS为ON：紧急制动复位开关为闭合UBRSUBRSWR继电器(156R)为ON后，156线(紧急复位贯穿线)
32、被加压，各个车辆的UBRSR(用于紧急制动复位开关的继电器)被励磁。在UBRSR的a接点将UBTR投入励磁后，只要当153线的加压被恢复、UV和UVR的励磁电路被构成，紧急制动被复位而解除。68第二节 动车组控制电路的工作原理694耐雪制动装备耐雪制动的目的是：在下雪时、为防止雪进入制动盘和闸瓦之间，轻轻地将闸瓦压紧、关闭在闸片和制动盘之间的缝隙。由于操作司机台的耐雪制动开关(耐雪SW)、157线被加压，经由车辆信息控制装置，将指令输送到各车辆的BCU。当BCU通过识别速度(110km/h以下)来发挥作用。第二节 动车组控制电路的工作原理4耐雪制动耐雪制动指令条件(157线)：在、的项目中，如
33、果满足以下条件，耐雪制动指令(157线)被加压。条件 耐雪SW为闭合MXR为非励磁：没有和其他编组联挂耐雪SWMXR157图4.27 耐雪制动指令条件70第二节 动车组控制电路的工作原理715辅助制动使用辅助制动时，投入平时被断开的辅助制动断路器SBN1（司机台）和SBN2（配电盘）时，辅助制动继电器（SBNR）被励磁。在选择好的司机台使用制动设定器时，根据手柄位置，B非K、B1-3K、B4-5K、B6-7K开始工作，从辅助制动模式产生器（司机台用）向贯穿线（411线、461线）输出交流电压。辅助制动模式产生器（各车辆用）将411线、461线的电压变压、整流后，供给制动控制装置，直接控制EP阀。由此构成不经由车辆信息控制装置的制动控制路径。由于SBNR的b接点变为打开状态、指令线（10线）变为非加压，再生制动不会发挥作用。SBNR的条件（辅助制动）：如果满足以下条件，SBNR励磁。当SBNR励磁后，辅助制动的级位信号输出继电器，如：B6-7K,B4-5K,B1-3K,B非K变为可以励磁，从辅助制动模式产生器发出辅助制动力指令变为可能。第二节 动车组控制电路的工作原理72谢 谢！
