淺析現(xiàn)代軌道交通車輛電氣牽引技術

曾星瑜

（重慶市軌道交通（集團）有限公司，重慶 401120）

作為現(xiàn)代軌道交通的關鍵—電氣牽引技術，在電氣牽引系統(tǒng)總體中占有著相當重要的地位。另外，電氣牽引技術還有另一重要功能，就是能夠為軌道交通提供適合的功率，電氣牽引技術本身具有較強的控制性，同時還能夠有效的轉化為穩(wěn)定的車輛制動，大大增強了電氣牽引技術的可靠性、安全性，保證了軌道車輛能夠正常靈活制動減速，在車輛牽引的過程中能夠避免一定的損傷，為更多乘客的安全提供基本保障。

1 現(xiàn)代軌道交通電氣牽引技術的發(fā)展基礎

在飛速發(fā)展的今天，現(xiàn)代軌道交通在眾多交通方式中有著舉足輕重的地位，隨著軌道交通的發(fā)展，很多技術方面的要求也隨之增高。以下就介紹一下電氣牽引技術中的各個功能要素。

1.1 控制系統(tǒng)

隨著時代的發(fā)展與進步，現(xiàn)代軌道交通中的電氣牽引技術有著多方面的變化。電氣牽引之前主要的技術是數(shù)字控制，現(xiàn)在發(fā)展為能夠監(jiān)控軌道交通的一種計算機的控制方式，通過計算機控制，與以往的控制方法相比較來說，現(xiàn)在的方法更為信息化、精確化。計算機控制系統(tǒng)在電氣牽引技術中具有多種優(yōu)勢，尤其是在交流傳感式軌道交通車輛中，在很大程度上體現(xiàn)出自檢、自控的功能，突出表現(xiàn)了計算機控制系統(tǒng)的優(yōu)越之處。現(xiàn)代軌道交通的發(fā)展，需要更進一步地實現(xiàn)自動控制，當前盛行的計算機控制系統(tǒng)能夠按照信號處理器的顯示來主動對牽引信號的輸入和輸出做出控制，這大大增加了方便性，實現(xiàn)了隨時都在控制目標。計算機控制系統(tǒng)的實施，增加了電氣牽引的完整性，為電氣牽引的整體性做出了貢獻。計算機的發(fā)展為人們的生活也帶來很大的便捷，對于電氣牽引技術來說，也是至關重要的一部分——計算機控制軟件。計算機控制軟件控制著電氣牽引部分的許多板塊，各個部分也執(zhí)行著不同的任務，使電氣牽引形成了巨大的網狀化結構，促進了計算機控制系統(tǒng)的整體發(fā)展。

1.2 主要元件

電氣元件需要在不斷的磨練整合當中增加各個元件的整體性與一致性。電氣牽引技術中主要的元件包括受電器、斷路器、接口電器等。

（1）受電器。電氣牽引技術中的主要元件就是受電器，現(xiàn)代軌道交通如果要正常運行，那就需要按照規(guī)定達到第三穩(wěn)定滑動的要求，就必須保證受電器能夠在電氣牽引中充分的發(fā)揮出自己的作用來，對自身的性能要求是非?？量痰?。對于受電器的壓力也要有充分的保障，不能過大也不能過小，必須適度，只有壓力保持平穩(wěn)，才能在不斷加速的過程中使得電氣牽引的受力平衡，處于安全的范圍內。由于電氣牽引技術的受力與受電器有著密不可分的關系，因此若想使得受電器的強度跟性能能夠正常運作，那么就必須要保證所受到的牽引力是平衡的。

（2）斷路器。斷路器，在現(xiàn)代軌道交通中具有很大的發(fā)展空間，它能夠在故障的情況下及時防止隱患的發(fā)生。隨著社會的發(fā)展，電氣牽引技術越來越信息化，斷路器的發(fā)展也越來越受到重視。它在電氣牽引技術上發(fā)揮著很大的作用，在電流上升時能夠及時的降低制動分段時間，在安全性方面有了一定的保障，斷路器的發(fā)展促進了電氣牽引技術整體上的發(fā)展。

（3）接口電器。接口電器是全方面的控制電氣牽引的組成部分，它需要滿足電氣牽引技術的各方面的需求，由于軌道交通電氣牽引中特別容易出現(xiàn)使得接口電器匹配不當?shù)那闆r，所以應該嚴格按照規(guī)定來選擇接口電器使電氣牽引與現(xiàn)代軌道保持一致，才能加速電氣牽引技術的發(fā)展。

1.3 電動機的交流式牽引

在電氣牽引技術的前進發(fā)展中，電動機的進步功不可沒，它能夠在現(xiàn)代軌道交通中提供交流式的牽引，充當著極其重要的角色。隨著科技的不斷進步與發(fā)展，電氣牽引技術對整個現(xiàn)代軌道交通的發(fā)展起著很重要的作用。為了使其可持續(xù)發(fā)展，相關科研單位組織人力物力不斷地投入到學習當中，為使電動機的工作更加穩(wěn)定，科學家們努力研究此方面的技術，促進電氣牽引技術的快速高效發(fā)展。

2 現(xiàn)代軌道交通電氣牽引系統(tǒng)

牽引系統(tǒng)作為現(xiàn)代軌道交通電氣牽引技術發(fā)展的根本，兩者需要在一定程度上的互相配合，才能獲得快速發(fā)展。根據(jù)電氣牽引技術的要求，軌道交通車輛在電氣牽引系統(tǒng)方面做出了一定的規(guī)范。（1）規(guī)范了電氣牽引技術的恒定牽引力，控制在一個固定的變化范圍之中，以保持電氣牽引技術的穩(wěn)定性。（2）設定了牽引的系列條件，為使軌道交通不同的狀況下都能夠達到額定速度，于是依據(jù)車輛的荷載自動調節(jié)對電氣系統(tǒng)的牽引力做出了規(guī)范性的調節(jié)。（3）實行電制動特性，為了使得軌道交通的運行能夠保持平衡，制定相應的電制動力來保障其穩(wěn)定速度。由此可見，電氣牽引技術與軌道交通電氣牽引系統(tǒng)的配合是非常密切的。隨著現(xiàn)代軌道交通車輛的發(fā)展，越來越需要通過電氣牽引技術與電氣牽引系統(tǒng)這兩者的高度來促進電氣牽引技術的飛速發(fā)展。

3 現(xiàn)代軌道交通牽引中的電氣控制

在現(xiàn)代軌道交通的發(fā)展中，各個環(huán)節(jié)的相互配合是至關重要的，電氣控制技術是整體快速發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。在電氣牽引中，牽引逆變器作為整個系統(tǒng)的重要組成部分之一，主要作用是通過IGBT的順序導通關斷，將直流電壓轉換為可調頻率、可調幅值的三相交流電，并輸送給牽引電機。IGBT作為牽引逆變器中主要開關元器件，隨著其技術的不斷發(fā)展和進步，牽引逆變器的容量和性能得到了很大提升提高，并且代表了軌道交通車輛牽引逆變器的發(fā)展方向。如果各個環(huán)節(jié)都要正常運行，那么就需要加強對電動機的控制，通過傳動控制單元來實施控制策略，采用異步電動機直接轉矩控制、粘著控制軟件和交流傳動模塊化設計硬件，完成對IGBT逆變器暨交流異步牽引電機的實時控制、粘著控制、制動斬波控制，同時具備故障保護功能、故障自診斷功能和一定程度的故障自動排除等功能。具有如下優(yōu)點：采取再生制動，節(jié)約能源，對環(huán)境污染??；轉矩直接控制牽引電機，具有良好的動態(tài)響應；控制系統(tǒng)數(shù)字化、微機化、信息化、網絡化等。

4 電力牽引技術的優(yōu)點

電力牽引技術的發(fā)展使得我國的交通運輸有了整體性的進步，它有著很多優(yōu)點：（1）電力牽引為非自給式牽引動力。這類車輛不是通過燃料來給車輛提供動力，而是通過牽引力來使得車輛獲得前進的動力。車輛的總功率大，自身質量小等特點都使得車輛具有啟動快、加速快等優(yōu)勢，能夠滿足鐵路和城市現(xiàn)代軌道交通的各種要求，給人們的生活帶來了很大的便捷性，有了軌道交通之后，人們出現(xiàn)的時間消耗將大大減少。（2）電力牽引可有效降低運營成本。（3）電力牽引車輛噪音小，污染小。通過電力牽引的車輛不會像現(xiàn)在汽車那樣造成尾氣污染，而且運行的噪音減小很多，有利于社會和諧及人們的身體健康，同時也為城市增添了一道別樣的風景線。（4）電力牽引技術的發(fā)展離不開各個組成環(huán)節(jié)的相互協(xié)調，共同作用，但各個組成環(huán)節(jié)又都是獨立的電氣系統(tǒng)，通過這些相互獨立的系統(tǒng)共同作用而組成一個整體。電力牽引技術在走向自動化和信息化的道路上一直前進著，為交通運輸這一行業(yè)的發(fā)展做出了貢獻。

5 結語

總之，電氣牽引技術是我國交通運輸行業(yè)獲得飛速發(fā)展的基礎，若要有更好的發(fā)展前景，就需要在這方面做出更多的努力。加強自身的綜合能力，通過不斷的學習、消化、吸收，創(chuàng)造屬于自己的技術并積極運用實際中去，這樣才能促進軌道交通的發(fā)展。

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