车辆电气牵引系统的电气控制

车辆电气牵引系统的电气控制

赵大程

哈尔滨哈铁装备制造有限公司 哈尔滨市 150000

摘要：牵引轨道车中的牵引系统包括各种控制电路和电力设备等内容，通过电路和设备之间的协调作用就可以给运行中的地铁提供大量的牵引力，在这一过程中，电气控制起到关键性的作用，只有科学的电气控制，才能保证牵引力的正常供应，而只有电气控制才能实现牵引轨道车的有效制动。基于此，文章对车辆电气牵引系统的电气控制系统进行了研究，以供参考。

关键词：电气牵引；电气控制；管理措施

1牵引轨道车电气牵引及控制系统的特点及构成

1.1特点分析

牵引轨道车电气牵引及控制系统是由许多电路系统和设备构成的，为牵引轨道车的正常运行提供了有力的保障。其中，制动装置在牵引轨道车减速与安全停靠控制中发挥着至关重要的作用。通常情况下，牵引轨道车制动系统采用再生制动及电阻制动两种电制动方式来进行减速和安全停靠。此外，为了更为准确地控制牵引轨道车的速度，提升牵引轨道车减速或停靠的安全性，还需要采用机械制动的方式来辅助电制动方式，尤其是当出现紧急情况时，必须同时采用三种制动方式进行控制，从而实现对车辆速度的有效控制，保障车辆运行的安全性。再生制动与电阻制动的制动原理相似，主要利用电机反向磁场产生的电磁力作为电制动力。再生制动和电阻制动的区别是发电机发出的电能消耗在电阻上时是电阻制动，反馈到电网是再生制动。再生制动和电阻制动都是利用铁路制动电磁铁和轨道电磁制动器来实现车辆制动的，而机械制动利用的是摩擦力的作用，借助压缩空气提供动力而实现对车辆的制动。通常情况下，牵引轨道车先进行再生制动，在此过程中，制动牵引电机将动能转化为电能，并将转化的电能并入电网，将再生电能传递给其他车辆，通过动能与电能之间的转化实现其他车辆的电阻制动。在牵引轨道车运行中，这三种制动是相互配合、共同作用的，为牵引轨道车的安全运行提供保障。

1.2系统构成

牵引轨道车电气牵引系统的构成部分主要有高压箱、制动电阻、牵引电阻器、牵引电动机及避雷器等。其中，高压箱主要由高速断路器、主隔离开关和充电设备构成。通常情况下，为了确保电气牵引系统中牵引和辅助逆变器的正常运转，牵引轨道车往往会配置两台受电弓，采用“一用一备”的形式为牵引轨道车的动力单元提供高压电源，从而为牵引轨道车的安全稳定运行提供保障。电气牵引系统中牵引逆变器的输入端配有支撑电容，其主要起到缓冲的作用，从而保证电压的稳定性。同时，滤波电抗器也能起到保持电压稳定的作用，从而保证逆变器安全运行。牵引逆变器在逆变器控制箱和斩波箱控制器的作用下能将直流电转化为三叉交流电，从而实现对牵引过程中频率和电压的合理调节与控制，保证牵引系统的正常运行。

3电气控制系统研究

3.1牵引控制

列车ATO装置或者司机控制器向牵引逆变器发送牵引命令以及给定值，然后综合从制动控制装置接收到的信号，对列车实施牵引与控制。由于牵引系统配备有限速装置，待列车超过限定值时，系统将会自动封锁牵引力，导致牵引力下降至零，直到速度符合标准以后再恢复。在进行坡道救援时，此系统可以输出平时黏着系数1.15倍的牵引力，这样列车便能将停在最大坡道的故障列车推开，进而疏通铁路通道。列车还具有洗车运行模式，开启此模式后，列车能在限速内自动控制牵引系统，根据列车的时速自动切除与施加牵引力。

3.2交流传动控制

牵引轨道车中的牵引控制主要是由牵引变流来引导进行的，这种技术也是以大功率半导体部件为基础的，除此之外，牵引技术经常使用的还有隔离技术、冷却技术、光纤传输技术、叠压低感技术等多种方式，在牵引轨道车的牵引系统中发挥着巨大的作用，通过合理运用各种牵引技术能够促进地铁的安全运行，提高地铁的运行效率，实现有效的牵引控制，同时还能准确转换直流电。而牵引变流技术在使用过程中可以通过水来进行冷却，随后在经过冷却风和散热管道对牵引系统进行降温处理，在最大程度上降低系统的压力，提高车辆的制动效率。对逆变器进行冷却主要是通过热管散热器来进行的，并通过液态媒介的状态转化来释放和吸收内部热量。这种通过液态媒介的蒸发、冷凝现象来排放热量的方式，能够对环境保护发挥巨大的效用，同时组成结构也比较简单，具体的维护运行工作能够节省很多时间。此外，交流传功技术同样能够促进地铁中电气系统的顺利进行，电气系统提供基础的安全保障。交流传动控制其实就是逆变器中的一种集合技术，通过故障诊断技术、参数识别技术、粘着控制技术和电机控制技术的有机结合，实现对电流的全面控制。在牵引轨道车行驶过程中，还会遇到各种复杂问题，在这种状况下只需要通过交流传动技术就能顺利解决各种问题，促进地铁的顺利运行。

3.3电制动控制

由于电制动以及空气制动均为牵引轨道车的制动方式，本文着重介绍一下电制动。电制动方式包括电阻制动、再生制动。由于牵引轨道车的车型、重量、设计、轨距等不同对制动力的要求也不相同，车辆系统会优先选择电制动力，主要目的还是为了降低闸瓦磨耗并节约电耗。车辆在执行电制动的时候会自动使用电网吸收再生能量，VVVF控制单元连续监控电网状态，检查能量的吸收状况。如果电网电压升高的原因一定是由于电网无法吸收电能或者吸收能力不足导致；如果电网电压大于1700V，系统将会控制制动电阻进行工作，将满足需要以外的能量转换成热能进而排除。当系统失控、故障导致电制动力无法达到要求时再由空气制动进行工作完成制动。

4电气控制模式

在牵引轨道车运行过程中，牵引逆变器会出现一些突发的问题，例如发动设备会带来一些影响因素，进而影响牵引逆变器的正常工作。此时，应综合控制设备多方面的内容，来满足牵引轨道车高速运行时对其各个系统的要求。首先，需要整合牵引轨道车能够接收到的一切工作指令，进行分析，进而实现有效的操作设备，同时又能够保证在牵引的基础上更高效地控制操作，这样能够保证车辆运行效率可以在很大程度上得到提高和改善，降低牵引轨道车的行车风险。其次，可以控制牵引轨道车的行车速度，不但能够保证行车安全还能更好地实现地铁设备的内部电控模式。对移动范围牵引轨道车的运行进行有效的控制，可以确保牵引轨道车稳定、安全地运行，也可以有效地降低故障率。实施电气控制能有效保证地铁安全行驶，在合理范畴内控制地铁运行效率，防止出现超速等运行问题，消除地铁运行的安全隐患。

5系统应用管理环节需注意的事项

在牵引轨道车的安全运行过程中牵引系统起到了非常重要的作用，可以说牵引系统是实现车辆运行的基础，它的安全性、可靠性也是保证牵引轨道车安全运行的基础和保障。那么如何更好地实现有效地制动和牵引是从业者需要不断研究的内容。想要更好的维修和维护牵引系统，需要在日常对牵引轨道车的牵引系统进行日检、周检、月检，而且在检验的过程中需要加大检查力度，需要从业人员对制动系统和牵引系统的理论知识与实验知识熟练掌握，从而提高牵引轨道车运行的稳定性、安全性和可靠性。由于在牵引轨道车的安全运行过程中牵引系统的重要程度，设计师不能单纯地考虑检修和维护，还需要在设计上对该系统进行优化、升级，保证系统已有的优势下，升级革新，更好地发挥该系统的作用。

结语

综上所述，电气牵引系统对于地铁的正常运行来说具有重要的作用，也是地铁运行中比不可少的内容，能够提高地铁运行的安全性，从而对运行中的牵引轨道车形成一种有效的制动与牵引。为此在日检测过程中，要加强车辆的检修工作，同时还要熟练掌握制动控制和牵引控制，从而提高地铁运行的安全性。

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