（一）牵引制动基本介绍

国内地铁车辆大部分采用三相异步牵引电机驱动。在牵引状态下，受流装置将高压直流电引入牵引逆变器，逆变器通过逆变过程将直流电逆变为三相交流电，供给牵引电机。在制动状态下，牵引电机由车轮惯性带动牵引电机转子，牵引电机变为发电机，输出三相交流电，产生一个与转向相反的电磁力矩，经过整流变为直流电，回馈给接触网或第三轨，也可通过制动电阻将电能转换为热能消耗掉，最后空气制动辅助。这里主要讨论电力牵引与电力制动级位的原理。

如图6.11所示，象限Ⅰ速度为正，电机顺时针旋转，电机扭矩与速度同方向，为加速状态；象限Ⅱ速度为正，电机顺时针旋转，电机扭矩与速度反方向，为电制动状态；象限Ⅲ速度为负，电机逆时针旋转，电机扭矩与速度同方向，为反向加速状态；象限Ⅳ速度为负，电机逆时针旋转，电机扭矩与速度反方向，为反向电制动状态。

列车牵引或电制动的级位变化其实就是在控制牵引电机扭矩，牵引电机通过齿轮箱对轮对作用力的变化实现列车牵引或电制动力的变化。要解释牵引制动级位的原理，就要涉及电机调速方面的知识。

图6.11　电机转速—扭矩图

（二）电机调速方法

异步电机的调速是当负载不变时，人为改变转子转速，一般异步电机调速方法有变极调速、变转差率调速和变频调速。

异步电动机转速公式：

式中　n1——定子磁场转速；

s——转差率；

f1——电源频率；

P——定子绕组极对数。(www.daowen.com)

（1）变极调速

变极调速就是通过改变电动机定子绕组的极对数调速。如果电源的频率不变，只要改变定子绕组极对数，定子磁场转速和转子转速也会随着改变。电机定子磁场转速与极对数成反比变化。变极调速常用的方法是改变绕组的接线方法来获得多种极对数。

变极调速的异步电机转子一般为鼠笼式，因为鼠笼式转子的极对数能随定子极对数改变而改变，其转子与定子的磁场极对数总是相等的。

变极调速的优点是设备简单且运行可靠，但是不能实现无级调速。

（2）变转差率调速

变转差率调速就是通过改变电机的转差率s调速，在转矩及负载恒定时，改变转差率有下述几种方法。

①在转子回路中串入电阻、电感或电容。

②改变定子绕组端电压。

③在定子回路串入电阻或电抗。

这几种方法都是在回路中接入附加元件，会使电机效率降低，所以通常在小容量电机调速中使用。

（3）变频调速

变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系，通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。变频调速范围宽，可以实现平滑调速，调速的静态精度高、动态好，在节能方面也有优势，是目前公认的交流电机最理想的调速方式，在地铁列车牵引电机上的使用也最为广泛。