这个问题问得很好啊。
我先按地铁列车原理来回答你得问题,因为高铁、地铁、普快火车基本原理差不多,只是有些地方不一样。〈后续我会回答〉
地铁列车一共有 6 节,其中有动车,拖车。动车是中间四节,拖车是头尾两节,其中有两节车是带有受电弓的,如下图
当列车运行时,它就会在气压的作用下升起来从接触网获得直流 1500 伏电压,其工作原理很简单:从空压机获得气体推动气囊拉起下臂杆,其实就是大学所学的四连杆机构。
这里就要讲到你迷惑的地方了,那接触网的电是哪里来的呢?答案是牵引变电所,如图。
电力牵引的专用变电所。牵引变电所把区域电力系统送来的电能,根据电力牵引对电流和电压的不同要求,转变为适用于电力牵引的电能,然后分别送到沿铁路线上空架设的接触网,为电力机车供电,或者送到地下铁道等城市交通所需的供电系统,为地铁电动车辆或电车供电。一条电气化铁路沿线设有多个牵引变电所,相邻变电所间的距离约为 40~50 公里。在长的电气化铁路中,为了把高压输电线分段以缩小故障范围,一般每隔 200~250 公里还设有支柱牵引变电所,它除了完成一般变电所的功能外,还把高压电网送来的电能,通过它的母线和输电线分配给其他中间变电所。
受电弓得到直流 1500 伏的高电压后,怎么用呢,不是所有的电器都用这么高的德电压啊 ,而且有的用的是交流电压,这时候就要用到牵引逆变器(VVVF)和辅助电源系统(SIV)。
牵引逆变器的图片我没有,自己找下,辅助逆变器的也是一部分,大部分都是中车产的〈支持国产 〉,当然常牵庞巴迪也产这个。逆变器出来一部分给电机了,另外一部分在制动的时候被消耗了〈电阻制动〉。辅助电源系统就是把直流 1500 伏变为列车常用电压 110 伏,因为车上大部分控制器,继电器都用直流 110 伏。
那么列车在没有高压得时候,怎么去控制它呢,这时候就讲到迷惑的第三个点了,蓄电池。
在列车没有获得高压之前全靠它来提供电源直流 110,在地铁列车两头的拖车底下,它的功能很重要,包括列车一开始的准备,钥匙激活,升弓,都靠它,他的电就是通过辅助电源系统充进去的,没有高压的时候就靠他来维持。假如没有课高压咋办呢,那咋办呢,靠电池可以动车吗,答案是当然不能了。但是可以提供大约 45 分钟的紧急通风,和其他电器的供电,因为地铁列车发车前都要经过严格的调试,