軌道牽引系統簡介 楊宗銘 副教授 國立台灣科技大學 電機工程系 國立台灣科技大學

內容 1.軌道牽引電力來源 2.列車動力配置 3.牽引系統電力電子轉換器 4.軌道牽引控制特點 國立台灣科技大學

1.軌道牽引電力來源 地鐵：DC第三軌供電(750V) 鐵道：AC架空電車線供電 高鐵：AC架空電車線供電( ) 國立台灣科技大學

地鐵： DC(750V)第三軌供電 DC 750V 供電例： 國立台灣科技大學

鐵道：AC架空電車線供電 國立台灣科技大學

高鐵：AC架空電車線供電( ) 國立台灣科技大學

2.列車動力配置 動力集中 動力分散 電氣機車 推拉式 EMU 700T 國立台灣科技大學

馬達車動力配置 轉向架 動力轉向架（轉向架＋傳動＋牽引馬達） 國立台灣科技大學

牽引馬達 直流馬達 感應馬達 永磁同步馬達 磁阻馬達 國立台灣科技大學

3.牽引系統電力電子轉換器 國立台灣科技大學

牽引系統電力電子轉換器實例 國立台灣科技大學

AC/DC Converter (Rectifier) Phase control (Semi-Converter) Switching-mode Rectifier (with regeneration) 國立台灣科技大學

Phase control (Semi-Converter) 國立台灣科技大學

Switching-mode Rectifier (with regeneration) 國立台灣科技大學

DC/AC Converter (inverter) Full-bridge inverter Multi-level inverter 國立台灣科技大學

Full-bridge inverter 國立台灣科技大學

Three-level inverter 國立台灣科技大學

Three-level inverter 國立台灣科技大學

4.軌道牽引控制特點 高起動轉矩／高慣量( ) 低黏著力(adhesion)/低摩擦力(friction) 高起動轉矩／高慣量( ) 低黏著力(adhesion)/低摩擦力(friction) slipping：wheel velocities < train speed skidding：wheel velocities > train speed 國立台灣科技大學

單車軸滑差現象 國立台灣科技大學

多車軸滑差現象 國立台灣科技大學

Slip and skid prevention Train speed and position evaluation Traction (adhesion) Force measurement Readhesion control 國立台灣科技大學

One axis train model Equations: 國立台灣科技大學

車輪黏滯力與滑差速度的關係 國立台灣科技大學

馬達輸出轉矩與車輪黏滯力的關係 國立台灣科技大學

參考資料 (1)T.M. Jahns and V. Blasko, “Recent Advances in Power Electronics Technology for Industrial and Traction Machine,” Proceeding of The IEEE, Vol. 89, No. 6, pp.963-973, Jane, 2001. (2)T. Gada, I. Rudas and . Suda, ”Neural Network based Estimation of Friction Coffecient of Wheel and Rail,” IEEE conference. (3)Y. Takaoka and A.Kayamura, “Disturbance Observer Based Adhesion Control for Shinkansen,” IEEE AMC2000Nagoya, pp.169-174. (4)I. Yasuoka, T. Henmi, Y.Nakazawa and I. Aoyama, “Improvement of Re-adhesion for Commuter Trains with Vector Control Traction Inverter,” IEEE PCC-Nagaoka ’97, pp.51-56. 國立台灣科技大學