火车牵引系统是铁路车辆的核心动力系统，主要功能是为列车提供动力并控制其运行。其核心原理和组成如下：

一、核心功能

牵引功能

将接触网（或第三轨）提供的电能转换为机械能，驱动列车运行。通过逆变器将直流电（如DC1500V）转换为交流电（如三相异步电机所需电压），再经电动机实现机械能输出。

制动功能

包括再生制动和电阻制动两种模式：

再生制动：

将列车动能转换为电能并反馈回电网，降低能耗；

电阻制动：通过电阻器将动能转化为热能，用于减速或停车。

二、主要组成

高压电源

接触网（25kV AC）或第三轨提供高压直流电，经主隔离开关（MS）和高速断路器（HB）保护后送入牵引系统。

能量转换设备

逆变器：

将高压直流电转换为频率和电压可调的三相交流电，采用PWM脉宽调制技术实现精确控制；

整流器：在直流供电场景中，将交流电转换为直流电供给电动机。

驱动装置

三相异步电动机将电能转换为机械能，通过联轴器与车轮传动系统连接，驱动列车运行。

控制与保护系统

牵引控制电路：

通过信号处理实现速度、牵引力的精确控制；

保护装置：包括过流、过压、过热等保护机制，确保系统安全运行。

三、典型应用场景

城市轨道交通：如地铁、轻轨，通常采用25kV AC供电，设计速度范围200-350 km/h；

高速列车：如CRH3动车组，基于25kV AC供电，最高实验速度350 km/h，具备在25kV±3kV电压范围内稳定运行的能力。

四、技术特点

高效能：再生制动技术可回收能量，提升整体能效；

灵活性：通过调整逆变器参数实现调速和牵引力控制；

兼容性：部分系统（如CRH3）能适应既有线及高速客运专线运行。

以上内容综合了电力牵引系统的基础原理、关键设备及实际应用，涵盖城市轨道交通和高速列车两大领域。