地铁车辆电气牵引系统电气控制分析

地铁车辆电气牵引系统电气控制分析

刘培映

深圳地铁运营集团有限公司

   摘要：我国的经济迅速发展促进了我国的交通运输。目前，我国大多数成熟的运输线路已经基本建成。在当前的城市交通中，地铁起着举足轻重的作用，对缓解城市交通的拥挤起到了很大的作用。所以，保证地铁的安全、平稳、可靠的运营是非常必要的。为了保证城市交通的平稳发展，必须建立健全的维护和管理体制，保证城市的交通安全和稳定。论文首先对轨道交通车辆的电力牵引系统构成及传动特性、内容以及工作原理进行了分析，以便对有关人员借鉴。

关键词：地铁；电气牵引系统；电气的控制

   前言

   地铁车辆电气牵引力、多种电气设备、控制线路等是地铁车辆电气传动的重要组成部分。地铁车辆电力拖动系统是一种电力线路，它的主要功能是为车辆上的高压、大功率和大电流提供动力。牵引系统的基本工作原理是利用逆变器把接触轨道上的高压直流变换为三相交流，使其频率、电压都能调节，为牵引电动机提供动力；牵引系统的主要作用是将电力从牵引系统中抽取出来，转化成机械能，以驱动车辆的轮子，进行能源的转化和传递。

一、地铁车辆电气牵引系统的组成和特点

（一）地铁车辆电气牵引系统的组成

不同的牵引系统构成各不相同，但总体上包括：牵引系统：导流系统（集电靴/电弓）、牵引控制器（DCU/UNAS）、牵引马达、刹车电阻、避雷器、高压容器等。为了保证列车的安全，一般都会安装两个受电弓，这也是为什么在地铁列车上安装两个受电弓的原因。这样就会引起整个牵引逆变器和副逆变器的失效，进而影响到地铁列车的正常工作，所以需要安装两套受电弓设备。另外一架备份弓设备仍能正常工作。牵引逆变器在轨道交通牵引系统中占有举足轻重的地位，其输入端为支撑电容，其主要作用是保证输入到逆变器中的电压的稳定，并起到缓冲输入电流能量的作用。同时，目前的地铁列车还配备有滤波电抗器和电容器，其主要功能是保证系统的电压稳定，保证逆变器的安全。在轨道交通中，逆变器需要进行制冷工作，其制冷过程中，主要由热管式散热器实现，这种高效的散热式散热器在运行时无需额外供电；并且无需特殊维修，使用起来安全、可靠，不会产生任何的污染。

（二）地铁车辆电气牵引系统的主要特点

 在地铁车辆系统中，刹车设备是地铁车辆的主要部件，刹车系统是指在轨道交通中设置的所有刹车系统和减速器，其作用是：当车辆在行驶时减速、停车、停车时，刹车机构的构造及其性能直接影响到车辆和人员的安全。在非常危急的时刻，驾驶员可以使用紧急刹车系统。主要有摩擦制动器和电动制动器两种，摩擦制动器的基本原理是：两个动面的接触；汽车在接触时会产生摩擦力，从而达到刹车的目的。其工作原理是利用闸瓦的摩擦力，使其所受控制物体的每小时移动速度达到0。第二种是能量制动，当电机关掉电源后，会改变其相位顺序，然后重新充电（充电时间要在一定的范围内），通过反向工作，将电机的扭矩转化为0。

   二、地铁电气牵引的内容

在地铁车辆的电气牵引系统中，为了预防意外事故，必须在轨道交通中设置两个受电弓，以便在列车上使用。可以保证部件和设备的安全稳定运行，可以作为逆变器和副逆变器。采用专用牵引式逆变器作为牵引电源的输入端，既可以确保牵引电源的输入电压稳定，又可以作为能量的缓冲。或者，如果安装了一个副牵引逆变器，就可以做到这一点。此外，为确保与电容器联用时的电压稳定性，列车牵引系统应该配置专用的滤波电抗器，以确保其工作稳定；为地铁列车的安全、平稳运行提供了保障。

辅助装置是牵引系统的重要组成部分，它起着很多作用，既可以使汽车停下来，又可以使汽车减速；确保地铁运营的安全性，并在行车期间为车辆提供必要的刹车作用，帮助车辆在一定的时间和范围内减速或停下来。目前，我国科学技术有了长足的发展，过去的制动器由于时代的变化，已经不能适应目前的电力制动器需求；所以，要顺应时代潮流，及时地确保刹车系统的先进性，减少事故的发生；它还可以自动调整，并根据列车的实际工作状态，进行相应的调整。

牵引装置的功能很多，特别是可以通过牵引控制装置，按照有关的命令来进行制动器的控制，因此可以对主回路的开关进行控制；它还可以控制牵引逆变器的启动和停止，在某种程度上帮助司机更好的控制牵引力控制器，判断地铁的运行方向，以及对制动和其它信号的掌握；并根据实际情况和实际情况，对其进行了相应的控制。牵引控制部按照网络控制指令和信号，对线路进行相应的逻辑控制。

三、地铁车辆电气牵引系统的电气控制的工作机制

（一）电气控制的模式

电力牵引的关键部分是电力控制。在轨道交通中，利用电力牵引技术实现电力控制的动能与电能的转化，并对与地铁车辆相连的电力网络进行限制，保证了电机的正常工作，降低了电力的消耗量。在地铁车辆运行过程中，列车驾驶员或列车网络会将牵引命令发送给牵引逆变器，牵引逆变器在接到命令时要与刹车控制系统相结合，从而实现对地铁车辆的牵引控制。由于该系统不会改变列车的速度，因此在超速的情况下，该系统会将牵引系统降低到0，并将其关闭。虽然没有 ATP，但地铁的车速下降到了正常的区间，就会解除封锁；在地铁上，限制车速的功能也是正常的。

（二）交流传动控制系统

牵引变流法是目前地铁列车电力牵引的主流技术，采用高功率半导体设备，采用光纤传输、冷却、隔离等技术；低感母排技术等，只要正确应用改造技术，就能保证地铁车辆安全、高效、稳定地工作，并能准确地实现交流电流的准确转换。牵引-变流技术能够对电气设备的牵引系统进行降温，其主要方式为：先将水冷却，再通过排水管和散热风对其进行降温；通过这种方法，可以有效地降低列车列车的负载，保证列车列车的安全和效率。交流驱动技术是利用逆变器将接触轨道上的高压直流变换为三相 AC；它可以调节频率和电压，为牵引电动机提供动力。传输到车上的牵引变压器，再进行电压下降，随后采用高频脉冲整流器，将其转换为 DC；然后利用逆变器把 DC电流变换成三相 AC，实现频率调制和电压调节。由此可知，仅在接触网处得到了一个单相的 AC电流，并且经过了逆变器；为了保证三相交流异步电动机的正常工作，必须将其转换为三相 AC。

   四、结束语

总之，地铁车辆的牵引技术是地铁车辆安全、高效、稳定的关键技术，电力牵引是地铁车辆安全、高效、稳定的关键，而电力牵引是地铁车辆安全、高效、稳定的关键。地铁车辆的电气控制是影响地铁车辆安全和平稳运行的关键因素。

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