本书主要从系统的角度对目前运用的电力牵引系统、控制系统以及系统所涉及的相关技术进行了比较全面的介绍和阐述。本书的主要内容为：电力牵引系统的基本概念、电力牵引的基本原理、直流牵引系统、交流异步牵引系统、交流同步牵引系统、电气制动原理与系统、牵引的粘着控制原理与系统介绍以及牵引控制系统包括列车控制网络的基本概念和系统。除了对牵引系统的系统阐述之外，本书亦对于系统中的主要吧部件例如逆变器、牵引电动机的基础理论知识和运用也作了适当的介绍。

轨道交通是我国最主要的公共交通形式，电力牵引则是轨道交通最重要、运用最普遍的牵引方式。近十多年来，我国的干线铁路、高速列车以及城市轨道交通发展迅猛，这些发展不仅表现在规模上，也表现在各种新技术的运用上。电力牵引与控制技术的发展和运用表现得更为明显，尤其在各种形式的城市轨道交通中，新技术、新器件和新系统不断出现，进一步加快了轨道交通的优化发展。
技术发展推动了专业技术人员理论知识的需求，全国各级、各类学校纷纷开设了轨道交通相关的专业课程，其中电力牵引与控制技术是重要的内容之一。原《电力牵引与控制》一书于2010年出版，根据目前轨道交通技术的发展情况需要对原书进行修订，补充和完善一些相关新技术的内容，充实原书中的一些原理和论述，使其更适合学生的阅读和课堂教学。
修订版延续原书的章节排列，内容上新增加了第六章交流永磁同步牵引系统；对第三章电力牵引系统和第五章交流异步牵引系统补充了相关的内容，调整了编排；对其他各个章节的一些论述则根据当前技术的发展状况做了相应的修改和完善。另外，尽管目前直流牵引系统已经基本走向淘汰，但我国铁路还有相当数量的交—直电力机车和内燃机车在实际线路上运用且还有一定的运用周期，因此修订版仍然保留第四章直流牵引系统的内容。本书主要是从系统的角度全面地介绍电力牵引系统的基本原理、功能以及应用，而对于电力牵引系统各个部分所涉及的各个领域和学科的深度内容只是点到而不深入，使读者既可以在总体上学习各部分的知识及相互的关联，又可以根据需求查阅有关专业的论著，深入学习研究。
电力牵引与控制是一门多学科综合的技术，它涉及力学、电工学、电子学、热力学、电机学、计算机技术、电力电子技术、控制理论与技术以及通信技术等学科领域。本书是电力牵引与控制技术的综合技术论述，力求能够适合学校的教学需求，也能满足各级现场专业技术人员的阅读学习要求。

1 导 论… …………………………………………………………………………………………1
1.1 电力牵引系统的功能 ……………………………………………………………………2
1.2 电力牵引列车的动力配置 ………………………………………………………………3
1.3 电力牵引历史的追溯 ……………………………………………………………………7
1.4 我国电力牵引系统的发展 ………………………………………………………………9
1.5 电力牵引系统的供电制式 ………………………………………………………………15
2 电牵引原理… ……………………………………………………………………………………20
2.1 牵引基础 …………………………………………………………………………………20
2.2 轮轨滚动接触理论 ………………………………………………………………………23
2.3 列车运动方程 ……………………………………………………………………………26
2.4 牵引特性 …………………………………………………………………………………30
2.5 牵引计算 …………………………………………………………………………………33
3 电力牵引系统… …………………………………………………………………………………40
3.1 电力牵引系统的类型 ……………………………………………………………………41
3.2 电力牵引系统的高压电气设备 …………………………………………………………45
3.3 牵引变流器 ………………………………………………………………………………49
3.4 牵引电动机 ………………………………………………………………………………55
3.5 电力牵引系统的主电路 …………………………………………………………………59
3.6 电力牵引系统的辅助电路和辅助电源 …………………………………………………65
3.7 电力牵引系统的控制电路 ………………………………………………………………67
4 直流牵引系统… …………………………………………………………………………………73
4.1 直流牵引电动机的牵引性能 ……………………………………………………………73
4.2 直流牵引系统的牵引特性 ………………………………………………………………77
4.3 牵引变流装置 ……………………………………………………………………………80
4.4 直流牵引系统的控制 ……………………………………………………………………84
4.5 直流牵引系统的应用 ……………………………………………………………………90
5 交流异步牵引系统… ……………………………………………………………………………97
5.1 交流异步牵引系统的发展 ………………………………………………………………97
5.2 交流异步电动机的性能 …………………………………………………………………99
5.3 牵引逆变器的主电路 ………………………………………………………………… 102
5.4 牵引逆变器的控制 …………………………………………………………………… 105
5.5 交流异步牵引系统的系统控制 ……………………………………………………… 113
5.6 交流异步牵引系统的运用 …………………………………………………………… 118
6 交流永磁同步牵引系统… ……………………………………………………………………… 126
6.1 永磁同步牵引系统的技术特点与发展 ……………………………………………… 126
6.2 永磁同步电动机的数学模型 ………………………………………………………… 132
6.3 交流永磁同步牵引系统的控制 ……………………………………………………… 134
6.4 我国交流永磁同步牵引系统的运用 ………………………………………………… 138
7 电气制动… ……………………………………………………………………………………… 147
7.1 电气制动的特点 ……………………………………………………………………… 147
7.2 电磁制动 ……………………………………………………………………………… 148
7.3 电阻制动和再生制动原理 …………………………………………………………… 151
7.4 电阻制动与控制 ……………………………………………………………………… 153
7.5 电阻制动的应用 ……………………………………………………………………… 159
7.6 再生制动及控制 ……………………………………………………………………… 161
8 黏着控制… ……………………………………………………………………………………… 167
8.1 黏着控制的本质 ……………………………………………………………………… 167
8.2 黏着控制模式 ………………………………………………………………………… 168
8.3 黏着控制系统的性能指标 …………………………………………………………… 171
8.4 内燃机车的黏着控制系统 …………………………………………………………… 172
8.5 电力机车的黏着控制系统 …………………………………………………………… 175
9 列车微机控制系统… …………………………………………………………………………… 180
9.1 列车微机控制系统的结构 …………………………………………………………… 180
9.2 车载微机的组成 ……………………………………………………………………… 183
9.3 列车控制网络 ………………………………………………………………………… 187
9.4 微机控制系统的应用实例 …………………………………………………………… 203
参考文献…………………………………………………………………………………………… 213
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谢维达，同济大学教授、博士生导师。主要研究方向为电力牵引与控制、列车通信与控制网络、列车故障诊断与检测技术，承担多项国家“863”高技术项目、国家科技支撑计划重大课题、铁道部重大攻关项目的研究工作。曾获铁道部中青年有突出贡献专家、茅以升科学技术奖铁道科技奖、上海市育才奖。编著专著《列车通信与网络》，教材《电力牵引与控制》、《微型计算机原理与系统》，发表学术论文50余篇。 钱存元，同济大学副教授、硕士生导师。主要研究方向是轨道车辆电力牵引与控制、分布式列车控制网络与现场总线技术、轨道车辆牵引系统故障诊断与健康评估，承担和参与多项国家“863”项目、国家科技支撑计划项目以及国际合作项目。参与编著教材2本，发表学术论文60余篇。

本书系统地阐述了电力牵引系统的结构、组成和基本原理。主要内容包括：电牵引基本原理、电力牵引系统、直流牵引系统、交流牵引系统、电气制动、列车微机控制系统等。