電力電子技術(shù)與鐵路機(jī)車牽引動(dòng)力的發(fā)展

張忠

【摘 ?要】隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，我國電力行業(yè)有了新的發(fā)展機(jī)遇和發(fā)展空間。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國的鐵路行業(yè)也進(jìn)入到了高速發(fā)展的階段，尤其是越來越多的新技術(shù)被應(yīng)用到鐵路建設(shè)當(dāng)中，推動(dòng)了鐵路技術(shù)方面的創(chuàng)新發(fā)展。對于鐵路機(jī)車而言，電力電子技術(shù)的應(yīng)用，提高了機(jī)車設(shè)備的運(yùn)行性能，滿足了當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的需要。

【關(guān)鍵詞】電力電子技術(shù);鐵路機(jī)車牽引動(dòng)力;發(fā)展

引言

我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展離不開我國各行業(yè)的大力支持和高度配合，才有今天的局面和規(guī)模。一直以來鐵路系統(tǒng)都因其運(yùn)輸速度快、穩(wěn)定性高、整體成本偏低等特點(diǎn)而廣受歡迎，并且在市場經(jīng)濟(jì)的引導(dǎo)下不斷有新型技術(shù)融入到了機(jī)車設(shè)備生產(chǎn)研發(fā)當(dāng)中，使機(jī)車設(shè)備的結(jié)構(gòu)以及性能不斷的得到優(yōu)化、增強(qiáng)。這在滿足了當(dāng)前社會(huì)各種需求的同時(shí)也顯現(xiàn)了巨大的發(fā)展?jié)摿Γ绕涫请娏﹄娮蛹夹g(shù)被運(yùn)用到了鐵路系統(tǒng)機(jī)車設(shè)備之后，讓機(jī)車設(shè)備的發(fā)展愈發(fā)快速。

1電子技術(shù)概述

電力機(jī)車在實(shí)際的使用中也存在較多的難點(diǎn)，尤其是對于電能的有效控制方面難度較大，而在對電力機(jī)車不斷優(yōu)化改良的階段中，增強(qiáng)機(jī)車設(shè)備對電能的控制效果也是當(dāng)前機(jī)車研發(fā)制造領(lǐng)域的關(guān)鍵性研究課題。在機(jī)車類型過度到電力類型之后，也出現(xiàn)了大量的電能控制設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了高水準(zhǔn)的電能控制目標(biāo)。機(jī)車設(shè)備當(dāng)中在加入了電力電子類型的機(jī)械設(shè)備后，也就實(shí)現(xiàn)對電能的精準(zhǔn)控制，讓電能的控制以及變化都能按照人們的預(yù)期的進(jìn)行，在提升電能利用效率的同時(shí)也增加電力類型機(jī)車的實(shí)際性能。

2電力電子技術(shù)的優(yōu)勢

在機(jī)車設(shè)備的發(fā)展階段中，電力電子技術(shù)的出現(xiàn)以及使用發(fā)揮了關(guān)鍵性的作用，這項(xiàng)技術(shù)也成為影響機(jī)車實(shí)際性能的關(guān)鍵性技術(shù)，對于提升機(jī)車設(shè)備性能有著巨大的優(yōu)勢。第一，在不斷對交流電機(jī)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化改良之后，在保證電機(jī)設(shè)備性能的同時(shí)也使電機(jī)設(shè)備的體積不斷縮小因?yàn)闄C(jī)車設(shè)備上的空間有限，縮小了電機(jī)設(shè)備的體積也就給機(jī)車設(shè)備留下了更多的使用空間?，F(xiàn)代機(jī)車設(shè)備電機(jī)在優(yōu)化的階段中整體朝向體積不斷減小、設(shè)備性能不斷增強(qiáng)、設(shè)備整體質(zhì)量逐漸提升的方向發(fā)展，使鐵路系統(tǒng)的運(yùn)行速度得到保證。而且電力電子技術(shù)所帶來的影響遠(yuǎn)不止于此，這項(xiàng)技術(shù)還能改變列車運(yùn)行鐵軌之間的作用力，這種保證措施對于當(dāng)今不斷提速的火車系統(tǒng)來講顯得尤為重要，既達(dá)到了保證列車運(yùn)行速率的目標(biāo)，也滿足了保證列車運(yùn)行安全穩(wěn)定的要求。第二、對于以往的機(jī)車還存在著不穩(wěn)定的特性，合理的利用電力電子技術(shù)能夠?qū)C(jī)車的中樞系統(tǒng)進(jìn)行控制，從而保障機(jī)車行駛的穩(wěn)定性，在一定程度上也減少了事故的發(fā)生幾率;第三、電力電子技術(shù)加大了異步交流電動(dòng)機(jī)的使用率，從而使得牽引的性能不斷升高，促進(jìn)機(jī)車的正常運(yùn)行;第四、對于電力電子技術(shù)的使用，還可以進(jìn)一步提高機(jī)車運(yùn)行的可靠性能，該技術(shù)的使用能夠?qū)﹄妱?dòng)機(jī)無換向器進(jìn)行有效控制，消除轉(zhuǎn)向器和電刷之間的磨損。

3鐵路機(jī)車在電力電子技術(shù)應(yīng)用中的分析

隨著創(chuàng)新意識(shí)的不斷加強(qiáng)，電力電子技術(shù)也有了相應(yīng)的發(fā)展，原有的交流電控制牽引力模式已經(jīng)不能滿足實(shí)際運(yùn)行的需要，更多新的理念被加入到鐵路機(jī)車牽引動(dòng)力的開發(fā)中，多頻率的交流電完成牽引驅(qū)動(dòng)開始在全國普遍推廣。這項(xiàng)現(xiàn)代化的新技術(shù)的長處，具體來說，有以下幾個(gè)方面：1.首先采用交流傳動(dòng)電力電子技術(shù)能夠使用四象限脈沖變流器，這個(gè)設(shè)備不僅能夠減少機(jī)車在電網(wǎng)中電流諧波的分量，還能系統(tǒng)和完善地改變電力系統(tǒng)供電的質(zhì)量，從而進(jìn)一步消除了在傳輸過程中造成的信號(hào)干擾現(xiàn)象。2.在現(xiàn)代鐵路機(jī)車技術(shù)中應(yīng)用的交流傳動(dòng)電力電子技術(shù)可以通過再生制動(dòng)的方式不間斷地向電網(wǎng)進(jìn)行電能的反饋，利用交流傳動(dòng)電力電子技術(shù)改變了供電電網(wǎng)的電工功率，降低電網(wǎng)的損耗，從整體上提高電網(wǎng)內(nèi)電能質(zhì)量，起到節(jié)約電能的目的。3.利用交流傳動(dòng)電力電子技術(shù)能夠很好地平衡鐵路機(jī)車牽引和制動(dòng)之間的協(xié)作關(guān)系，在主電路上進(jìn)行調(diào)整和轉(zhuǎn)換，縮短了人工操作的時(shí)間，提高安全效率。4.利用電力電子技術(shù)，可以優(yōu)化鐵路機(jī)車牽引與制動(dòng)之間的關(guān)系，例如，利用設(shè)置在鐵路機(jī)車上的位置轉(zhuǎn)換開關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)了在主電路上對牽引、制動(dòng)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，有效的避免了人工操作所可能存在的錯(cuò)誤，提高了轉(zhuǎn)換的效率，使得整個(gè)操作過程更加的簡便和可靠。5.利用電力電子技術(shù)后對交流電能夠進(jìn)行電動(dòng)機(jī)無換向器控制，從而消除了電刷與轉(zhuǎn)向器磨損，進(jìn)一步提高了鐵路運(yùn)行中的可靠性，從而降低了鐵路工作過程中的制造和維修成本。7.利用電力電子技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)使用異步交流電動(dòng)機(jī)，從而提高了牽引性能。此外，隨著電力電子技術(shù)的逐漸應(yīng)用，能夠有力的提高黏著利用率，從而適當(dāng)?shù)母冒l(fā)揮牽引力，促進(jìn)鐵路機(jī)車的運(yùn)行。

4我國鐵路機(jī)車牽引技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀及方向

經(jīng)過多年的研究和開發(fā)，我國鐵路機(jī)車牽引技術(shù)得到了長足的發(fā)展，并且能夠自主研發(fā)和制造直流傳動(dòng)機(jī)車，例如已經(jīng)制造出的韶山系列電力機(jī)車等，市場制造占有總量已達(dá)到五千多臺(tái)，處于國際領(lǐng)先水平。與此同時(shí)，我國還不斷自主開發(fā)新技術(shù)，研制出斬薄調(diào)壓技術(shù)，該技術(shù)可以在不使用開關(guān)的基礎(chǔ)上，利用脈沖技術(shù)將接觸網(wǎng)電壓直接牽引到發(fā)動(dòng)機(jī)上，從而通過一定范圍控制給電動(dòng)機(jī)持續(xù)不斷的穩(wěn)定電壓。

結(jié)語

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了鐵路系統(tǒng)的高速發(fā)展。尤其是電力電子技術(shù)的應(yīng)用，給鐵路機(jī)車牽引動(dòng)力的發(fā)展指明了全新的發(fā)展方向，進(jìn)一步提高了鐵路機(jī)車的運(yùn)行效率。因此，相關(guān)工作者必須重視電力電子技術(shù)的研究，不斷創(chuàng)新，研制出更多的設(shè)備應(yīng)用到鐵路系統(tǒng)當(dāng)中，推動(dòng)鐵路系統(tǒng)的智能化、自動(dòng)化發(fā)展。

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（作者單位：中車蘭州機(jī)車有限公司）