浅析现代轨道交通车辆电气牵引技术张朕熙

浅析现代轨道交通车辆电气牵引技术张朕熙

张朕熙

天津市地下铁道运营有限公司天津300000

摘要：在现代轨道交通中，车辆电气牵引技术是一个关键性的技术，对于电气牵引系统来说，该项技术也是重要的核心部分。传统的数字控制技术已经无法适应当前城市交通的发展，无法有效满足人们的出行要求。而车辆电气牵引技术可以利用计算机系统进行自检，在此基础上进行自主控制。除此之外，自控还能实现智能化信号的输出和处理，通过数据传输对车辆进行有效的控制。本文在此基础上，就对现代轨道交通车辆电气牵引技术进行分析。

关键词：电气系统；牵引控制；车辆动力；交流式牵引

轨道交通车辆的关键就是电气牵引技术，它可以提供轨道车辆运行所需要的功率，有很强的可控制性，能有效控制轨道交通车辆的启动、停止，且降速和提速都比较平稳，能有效避免牵引风险，保证轨道交通车辆通行的安全、稳定性，因此加强轨道交通车辆电气牵引技术的研究非常的重要。

1牵引传动的发展

目前城市轨道交通车辆所选用的能源方式大部分为电能，在传动技术研究中，针对城市轨道交通的牵引方式，根据电流特点的不同可以分为直流传动和交流传动两种主要的传动方式，原理为通过电力能源进入到电力发动机，在发动机完成对车辆的牵引。其中直流牵引发动机结构复杂，一般需要通过半控型晶闸管完成对直流的斩波，从而使斩波调压与相控调压相结合。随着技术的发展，异步电机的交流传动应用于轨道车辆牵引传动当中，并随着变频变压的电压逆变器问世，使得交流传动成为主要牵引技术，直流传动车辆在1990年代便在欧洲国家停产，并退出了历史舞台。

2车辆电气牵引技术在现代轨道交通中的应用

2.1控制系统在电气牵引技术中应用

轨道交通车辆中的电气牵引技术，将计算机技术代替了数字控制技术，使用计算机进行系统的操作，观察轨道车辆的使用行为，从而使用计算机进行操作。采用计算机，能够达到自检、自控的目标，特别是轨道交通车辆中的交流传感式系统，使用计算机进行控制的优势尤为突出处。电气牵引技术应用在现代轨道交通车辆中，多重微机需要用到，可以实现高水平的自动控制，在电气牵引技术中，可以使用计算机达到信号的自主控制，来进行信号处理、信号输出，依据传出的数据，对车辆进行控制。在电器牵引里面，采用计算机来控制系统，起到了很大的作用，电气牵引在这里能够获得整体设置，这里最重要的是其中的软件。在电气牵引车中，计算机直接控制了很多操作点，如通信、驱动等，电气牵引技术的多项模块都受其控制，形成电气牵引的网络化，所有的轨道交通车辆都可以由计算机控制系统进行控制，可以达到集成化的牵引控制。

2.2电气牵引技术中要用到的主要元件

在现代轨道交通车辆中需要对这些电气元件进行多次使用，来提高各项元件互相的协调。在电气牵引技术中，对于电气元件的使用主要包含有：断路器、接口电器以及受电器等。

（1）断路器

断路器也是现代轨道交通车辆电气牵引技术中一个不可或缺的重要元件，其主要功能就是负责紧急阻断，从目前的发展情况来看，在现代轨道交通车辆中存在很大的潜力。断路器会随着车辆电气牵引技术的进一步发展占据更多的市场比例。在车辆电气牵引技术中，断路器能够在一定程度上将制动分段的时间降到最低，在非常短的时间内对轨道交通进行调节，这样就可以防止电流阻断上升所造成的风险。可以说，在车辆电气牵引技术应用的过程中，断路器起到了一定的完善作用，让车辆电气牵引技术在现代轨道交通车辆中的运用得到进一步的优化和提升。

（2）接口电器

接口电器是现代轨道交通中常用到的一个重要元件，从目前的情况来看，车辆电气牵引技术在运用过程中很容易发生匹配等问题，因此，接口电器应当按照现代轨道交通车辆与电气牵引技术之间的匹配关系，防止对车辆电气牵引技术的性质造成一定的影响。

（3）受电器

在车辆电气牵引技术中，受电器为主要的元件。从目前实际情况来看，现代轨道电车对于其性能有着非常高的要求。在车辆电气牵引技术应用的过程中，受电器必须要将自身的性能优势充分发挥出来，为第三轨的滑动提供一个稳定的环境。同时，在轨道车辆逐渐增速的过程中，受电器要保证适度的压力，只有这样才能让电气牵引的受力处在一个安全的范围之中，防止磨损值过大。受电器在一定程度上决定了车辆电气牵引技术的受力情况，对于牵引受力的平衡也有着密切的联系。只有牵引受力达到平衡，受电器的性能和强度才能得到保证。从目前情况来看，我国已经在积极地引进带有自主调节性能的受电器，与车辆电气牵引技术进行稳定配合，从而降低受电器给车辆电气牵引技术所造成的压力。

2.3应用电动机交流式牵引技术

电动机在电气牵引技术中有至关重要的作用，要想以电气牵引技术为核心为轨道交通车辆提供交流式牵引，就要保证电动机有较好的工作性能。轨道交通车辆在近几年的发展中，加大了电气牵引技术的应用，也对电动机的交流式牵引增加了压力。为了提高电动机使用的稳定性，我国已经投入大量的资金和技术来研究电动机的交流式牵引。为了满足电气牵引技术的正常使用要求，交流式牵引电动机的供电要由IBGT逆变来提供，使得电气牵引技术的水平得到很大的提升。

3电气牵引系统的应用

电气牵引技术的实施需要有电气牵引系统做好配合。轨道交通车辆有比较高的相似性，采用的是第三轨供电方式，要达到电气牵引技术在电路和运行方式上的应用水准就需要对电气牵引系统的水平进行提升。在电气牵引技术的要求下，轨道交通车辆对电气牵引系统的特性进行了以下规定：（1）电气牵引技术恒定引力范围应该保持在0～43.33km/h，配合恒定的速度为43.33～65km/h。一般情况下，345kN是轨道交通车辆的大概恒定牵引力，230.5kN是其大概的自然牵引力；（2）对轨道交通车辆电气牵引的运行进行设置，其依据是列车的荷载，可对电气系统的牵引力实行自动调节，制订出载荷范围内的牵引规范；（3）要配合电气牵引系统，保证稳定速度的电制动力，防止阻碍到轨道交通车辆的正常运行。电气牵引系统与电气牵引技术有非常密切的关系，电气牵引系统能够协助轨道交通车辆对电气牵引技术进行恰当运用，同时，电气牵引技术在电气牵引系统的配合下也能够有高水平的可靠性和优良性。

4电气控制在车辆牵引技术中的应用

电气控制是电气牵引技术的关键重要环节，电气控制有加强电动机的控制力度的作用轨道交通车辆启动后，需要电气控制才能保证动能与电能之间的转化，电气控制约束车辆连接的电网系统，避免电能功率的过度消耗牵引传动控制是电气控制中的重点，车辆运行时按照规定的运行方案进行的，电气牵引技术要符合轨道交通车辆的运行模式的要求，才能提高断续工作的能力目前我国在牵引传动上的国产产品仍然难以支持现代轨道交通的运行要求，因此，牵引传统技术的开发和引进学习，将成为一项重要的任务。

结束语

随着城市交通压力的不断增加，轨道交通车辆迅速发展以缓解这一紧张状态。为了实现现代轨道交通车辆牵引控制的现代化，需要引入牵引控制的系统操作。在现阶段的发展当中，轨道交通车辆所采用的数字控制技术已经趋于淘汰，取而代之的是通过计算机系统控制的电气牵引，这种牵引方式能够通过计算机系统完成自检，从而达到自控的目标。同时，自主控制还能够进行智能化的信号处理、信号输出，并利用数据传输完成对车辆的控制，对轨道交通来说具有极高的应用价值。

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