北京轨道交通房山线电动客车车辆为B型车体, 采用4动2拖的列车编组, 由二个动力单元组成, 其列车编组型式为:+TC-M 0-M 1-M 2-M 3-T C+ (其中T C:有司机室的拖车, M 0、M 1、M 2、M 3:无司机室的动车) 。在M 0车M 3车上安装有母线断路器BHB, 用以把M0 (M2) 、M1 (M3) 车的母线连接起来, TC车分别和M0车、M3车通过母线连接。列车采用DC750V第三轨上部接触受电方式。
牵引系统采用VVVF牵引逆变器-异步牵引电动机构成的交流传动系统。辅助电源系统SIV给空调和照明等提供AC380V电源, 两台SIV分别位于两节TC车上。
1 列车过无电区分析
正常情况下可以通过闭合M0和M3车内的两个母线断路器BHB来实现列车过无电区时不断电工作。
当无电区间隙长度小于12.102m时, 该长度小于一个动车内两个受流器之间12.102m的距离, 第三轨电压可以通过各动车的集电靴供给, VVVF和SIV能够持续运行。
当无电区间隙长度大于12.102m且小于31.622m时, 第三轨电压可以通过列车动力单元内另一动车的集电靴供给, VVVF和SIV能够持续运行。
当无电区间隙长度大于31.622m且小于70.662m时, 一动力单元失电, 另一动力单元的VVVF和SIV能够持续运行, 列车损失一半动力。
一般来说, 无电区间隙长度应不大于70.662m。
2 列车过无电区施加微制动分析
当过无电区较长 (大于70.662m) 时, 可以通过电气牵引系统施加轻微制动来维持中间电压的稳定以保证辅助电源系统SIV的正常运营。
2.1 列车施加轻微制动条件
当满足下列条件时:
(1) 速度V0>15km/h; (2) 主控制手柄在“牵引”位且支撑电容电压下降率>3.5V/10ms或主控制手柄在“N”, 过无电区的网压变化dv/dt在-450～-650V/s之间; (3) 支撑电容电压550V
此时DCU自动进入过无电区模式, 即施加轻微电制动, 向直流环节反馈能量。2 1 3.5 (N S V T T V=+××++
DCU进入“过无电区模式”后, 该动车将屏蔽此时的司机给定级位, 而自动地以K1N/s的速率将牵引力迅速减小至0。0 110 2 H
2.2 列车施加轻微制动分析
设列车给定牵引力为N (每个动车) , 列车总重为H, 则之后3个动车继续以N的牵引力牵引, 1个动车 (过无电区车) 以N-K1×t的牵引力牵引, 于是整个列车的加速度
加速度变化率 (冲动率)
由冲动率µ<0.8m/s3可知
无电区车的牵引力消失时间
牵引力消失后, 为了维持处于无电区车的辅助电源系统继续工作, 本车DCU将自动进入电制动状态, 以反馈能量:
考虑到辅助电源系统的功率近似为为5 0 K W, 所以
同时还须维持网压在辅助电源系统可以接受的范围之内, 这需要动态的调整制动功率, 也就是需要调整制动力。
设整个无电区时间内的平均制动力为Fb, 假设其他车的牵引力不变, , 则进入无电区模式开始后的列车前进距离:
由于最大实际无电区距离为20m左右, 结合上式可以看出, 列车在进入无电区前的初速度和牵引力不应过小。
3 结语
当列车需要过无电区时, 一般情况下当列车速度大于5km/h时可以通过闭合母线断路器BHB来实现供电, 当无电区长度较长, 可以通过施加轻微制动来保证辅助电源系统SIV的供电, 满足列车的照明及空调不断电要求, 提高列车的舒适性。
摘要：介绍了北京房山线编组形式及设计设计说明, 分析了列车过无电区的动作, 探讨了列车过无电区施加轻微制动条件并进行了分析。
关键词：北京房山线,编组形式,列车过无电区,轻微制动