電力機車牽引電機在全速度范圍的控制策略研究

邢飛翔

（江蘇省電力公司檢修分公司,211102）

電力機車牽引電機在全速度范圍的控制策略研究

邢飛翔

（江蘇省電力公司檢修分公司,211102）

本文主要對電力機車牽引點擊在全速度范圍內(nèi)的控制方法進行闡述討論，下文為具體內(nèi)容。

電力機車；牽引電車；全速度范圍；控制方式

根據(jù)當前情況來看，人們的日常生活、工作學習中所涉及到的交通運輸工具多為電力機車，其屬于軌道牽引動力機車發(fā)展的最后一個階段，前兩個階段分別為蒸汽及內(nèi)燃機階段。動力機車被用于人們?nèi)粘Ｉ钪芯哂幸欢▋?yōu)勢，主要為速度快、費用低及承載力強等，但是根據(jù)當前我國電力機車情況來看，其牽引方式還過于傳統(tǒng)，主要依靠直流牽引，這不利于電力機車的未來發(fā)展。下文就電力機車的牽引進行闡述。

1 電力機車及牽引系統(tǒng)的基本概念

1.1 電力機車的基本概念

通常情況下，一個城市乃至一個國家的交通運輸系統(tǒng)都離不開電力機車的支持。交通運輸系統(tǒng)的重要模塊包括高速鐵路、重載鐵路及當前發(fā)展形勢比較嚴峻的城市軌道交通等，其能夠正常運行工作均與電力機車存在一定關(guān)系。電力機車的應用能夠促進交通運輸有條不絮的進行，能夠保證順利承載乘客及高效運輸貨物。

電力機車又可以被稱為非自帶能源機車，其正常運行主要依賴于牽引電動機，驅(qū)動動力為外接電源，主要包括電池、架高電纜及當時應用越來越廣泛、發(fā)展趨勢越來越好的第三軌。一般情況而言，科學有效的電力機車牽引方式能夠最大程度提升列車的行車速度，能夠?qū)⒅付ㄟ\輸路程的運輸時間縮短，同時還能夠有效提高列車的承載重量的能力，保證列車在有限的時間內(nèi)更高效的完成工作任務。除此之外，電力機車還具有啟動速度快、無污染、爬坡能力強、受外界影響小的特點，其已經(jīng)成為維系交通運輸?shù)闹匾~帶。

1.2 牽引傳動系統(tǒng)的基本概念

根據(jù)當前我國牽引傳統(tǒng)系統(tǒng)來看，其中比較典型的即為磁懸浮列車，主要是以來電牽引傳動系統(tǒng)來促進車輛的啟動、前行、運輸，在這一過程中牽引電機為主體，其根據(jù)列車的行車距離、行車速度及承載重量需求等方面全面考慮，從而有效控制電機的牽引速度及及其具體的牽引方式和力度等，保證盡可能多的滿足列車需求條件的同時高校運轉(zhuǎn)完成工作。隨著我國科技事業(yè)的不斷發(fā)展進步，當前電力機車的牽引硬件或者系統(tǒng)等日趨完善，這對于我國交通運輸管理具有一定促進意義。

2 電力機車牽引電機在全速度范圍的控制對策分析

2.1 方波工況下的控制方式

首先，一般情況而言，電機會進入不同程度的弱磁區(qū)內(nèi)，這種情況能夠有效表達在方波狀態(tài)下，電機在正常工作運轉(zhuǎn)、運行過程中其電壓發(fā)生了明顯變化，能夠處于持續(xù)完全最大值的狀態(tài)，電壓與弱磁兩者是相互影響、相互作用的?？梢酝ㄟ^調(diào)整電機的電壓從而有效影響弱磁，對其予以適當調(diào)整，完成這一操作意味著能夠促進方波下的最大轉(zhuǎn)矩控制，有利于控制其全速度情況。

其次，根據(jù)日常工作經(jīng)驗情況來看，在方波工況狀態(tài)下高速運行電機，當其運轉(zhuǎn)速度達到一定程度的時候，容易出現(xiàn)電流控制器失效的情況，造成這種情況的主要原因即為電機轉(zhuǎn)速過快、已經(jīng)超出其自身承受能力范圍，從而導致逆變器輸出的電壓增大。就于此，在制定電機調(diào)整方案過程中可以將電流控制器去除，這一操作能夠有效改變電流傳輸方式，其通常被稱為矢量控制方案。電流控制器的取締能夠在改變電流傳輸方式的情況下促進電壓調(diào)整，確保電機的工作運行狀態(tài)直接受電壓指令的影響，能夠在方波狀態(tài)下進行矢量控制，形成合理工作效率、速度。

2.2 方波弱磁區(qū)進入前控制方式

就目前而言，我國大部分動車組、電力機車的工作運行發(fā)展均采取矢量控制方式，其能夠用于牽引電機，保證整個牽引傳統(tǒng)系統(tǒng)的完成性和有效性。通常，電力機車能否正常運行、工作其主要依賴于牽引傳動系統(tǒng)的實際情況，其是整個電力機車運行系統(tǒng)的重中之重，電力機車的運行速度、工作效率和安全性等均需要牽引傳動系統(tǒng)來保障。所以，矢量控制方式、牽引傳動系統(tǒng)及電力機車三者之間存在著必然聯(lián)系。近年來，矢量控制研究受到越來越多專家的重視，其具體研究方向主要包括保證預期的指定電流運轉(zhuǎn)傳輸情況與列車實際運行情況的電流相一致。同時還要保證其定向角度的狀態(tài)為完全、絕對的精準。

一般，電力機車牽引傳動的功率都比較大，這對于牽引系統(tǒng)的要求就更高，但是在大功率正常運轉(zhuǎn)工作過程中，其容易受到其他環(huán)境的影響，比較典型的即為散熱影響，導致牽引最高開關(guān)不能達到預期的工作狀態(tài)，從而降低牽引頻率，就于此，為了改變這一情況，需要對其采取有效的同步調(diào)制方法，保證平滑過渡和方波之間能夠相互合理配合、高效運作。將同步協(xié)調(diào)方法應用其中能夠有效改善電力機車的受限制條件，提高其利用率，避免在其高速運轉(zhuǎn)工作狀態(tài)下出現(xiàn)散熱不均或者散熱較嚴重等情況，這對于改善我國當前電力機車牽引傳動工作狀態(tài)具有重要現(xiàn)實意義。

3 結(jié)論

將我國電力機車的牽引情況與國外發(fā)達國家相比較，兩者的差距較為明顯，無論是對這方面的研究還是具體的實踐執(zhí)行均存在較大差異。電力機車的正常有效運行的首要保障系統(tǒng)即為機車牽引傳動系統(tǒng)，其能夠保證電力機車的運行效率、承載能力及運行安全性，對于我國交通運輸?shù)墓芾砑案母锞哂兄匾绊懽饔谩?/p>

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[3]李娜,劉明光,楊恒等.基于貝葉斯置信框架的最小二乘支持向量機模型參數(shù)選擇方法及SS_7型電力機車牽引電機建模[J].中國鐵道科學,2009,30(6):61-66.

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Research on control strategy of electric locomotive traction motor at full speed range

Xing Feixiang
（Jiangsu electric power company maintenance branch,211102）

This paper mainly discusses the control method of the electric locomotive traction in the whole speed range,and the following is the specific content.

electric locomotive;traction tram;full speed range;control mode