現(xiàn)代軌道交通車輛電氣牽引技術(shù)探討

祝捷　李國良

摘要：現(xiàn)代軌道交通運輸工作中，電氣牽引技術(shù)是其中一個非常重要的技術(shù)環(huán)節(jié)，在軌道交通電氣牽引系統(tǒng)中扮演著非常重要的角色，不但如此，電器牽引技術(shù)還存在另外一項重要的功能，可以為軌道交通提供出更加合適的功力。電氣牽引技術(shù)自身具有較強的可控制性，在實際的工作過程中，可以有效轉(zhuǎn)化為車輛的穩(wěn)定制動，為車輛提供了較高的安全性和可控性，以實現(xiàn)軌道車輛在運行過程中穩(wěn)定的制動和減速，防止車輛出現(xiàn)不良的意外事故問題，同時保障乘客的人身安全。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代軌道交通;電氣牽引;技術(shù)

一、軌道交通電氣牽引技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

軌道交通的發(fā)展一直是保持我國經(jīng)濟增長的重要力量，目前我國軌道交通裝備制造業(yè)已經(jīng)形成了自主研發(fā)、配套完整、設(shè)備先進、規(guī)模經(jīng)營的集研發(fā)、設(shè)計、制造、試驗和服務(wù)于一體的軌道交通裝備制造體系，包括電力機車、內(nèi)燃機車、動車組、鐵道客車、鐵道貨車、城軌車輛、機車車輛關(guān)鍵部件、信號設(shè)備、牽引供電設(shè)備、軌道工程機械設(shè)備等10個專業(yè)制造系統(tǒng)。我國牽引變壓器設(shè)計、制造技術(shù)已取得長足進步，逐步與國外牽引變壓器技術(shù)接軌，極大地滿足了電力牽引總體線路對牽引變壓器的需求，滿足了電力機車及動車組用戶的要求，為我國電氣化鐵路的發(fā)展作出了積極貢獻。在市場需求結(jié)構(gòu)方面，我國電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)變壓器設(shè)備的需求主要來源于高速鐵路、普通鐵路及城市軌道。近年來，我國不斷加大對高速鐵路投資，因此在高鐵中應(yīng)用電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)變壓器設(shè)備的需求較多。值得一提的是，來自軌道交通的應(yīng)用需求正快速增長。隨著高鐵及城市軌道交通建設(shè)進一步加速，相關(guān)需求還將進一步提升。

二、城市軌道交通技術(shù)特點。

（一）運輸能力。城市軌道交通由于高密度運轉(zhuǎn)，列車行車時間間隔短，行車速度高，列車編自叻兩數(shù)多而具有較大的運輸能力。

（二）準(zhǔn)時性。城市軌道交通由于在專用行車道上運行，不受其他交通工具干擾，不產(chǎn)生線路堵塞現(xiàn)象并且不受氣候影響，是全天候的交通工具，列車能按運行圖運行，具有可信賴的準(zhǔn)時性。

（三）速達性。與常規(guī)公共交通相比，城市軌道交通由于運行在專用行車道上，不受其他交通工具干擾，車輛有較高的運行速度，有較高的啟、制動加速度，多數(shù)采用高站臺，列車停站時間短，上下車迅速方便，而且換乘方便，從而可以使乘客較快地到達目的地，縮短了出行時間。

（四）舒適性。與常規(guī)公共交通相比，城市軌道交通由于運行在不受其他交通工具干擾的線路上，城市軌道車輛具有較好的運行特性，車輛、車站等裝有空調(diào)、引導(dǎo)裝置、自動售票等直接為乘客服務(wù)的設(shè)備，城市軌道交通具有較好的乘車條件，其舒適性優(yōu)于公共電車、公共汽車。

（五）安全性。城市軌道交通由于運行在專用軌道上，沒有平交道口，不受其他交通工具干擾，并且有先進的通訊信號設(shè)備，極少發(fā)生交通事故。

三、軌道交通車輛的電氣牽引技術(shù)

（一）控制系統(tǒng)。在軌道交通車輛的運行過程中，電氣牽引技術(shù)主要是通過計算機軟件，對整個電梯牽引控制系統(tǒng)來進行掌控，同時還實現(xiàn)了對軌道車輛的整個運行模式進行實時性監(jiān)測，實現(xiàn)了軌道車輛運行的信息化控制模式。運用計算機系統(tǒng)對軌道交通車輛進行相應(yīng)的控制，主要的工作優(yōu)勢在于可以實現(xiàn)良好的自我控制和自我檢測等良好的工作性能，通過計算機系統(tǒng)對軌道車輛的有效掌控，可以在運行過程中保證車輛更加平穩(wěn)和安全，在軌道車輛的工作過程中，電器牽引技術(shù)發(fā)揮出了至關(guān)重要的作用，主要是通過多個危機系統(tǒng)來進行同步控制，以此來達到良好的牽引工作水平。通過計算機系統(tǒng)的有效控制，可以有效實現(xiàn)軌道交通車輛的自主控制工作，在信號處理器的工作條件下，對軌道車輛的運行速率以及運行的模式進行有效的調(diào)控，同時還可以對其他附屬工作項目來進行有效的控制，比如通信系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)等，通過電器件技術(shù)多個模塊的同步控制，讓整個電器牽引工作實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化和信息化，保證軌道交通車輛具有更高的集成化功能。

（二）電氣牽引技術(shù)中的主要元件。受電氣是電氣牽引技術(shù)中非常重要的構(gòu)成元件，該元件的性能標(biāo)準(zhǔn)相對較高，要想保證受電氣的工作優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，必須在第三軌道滑動的要求范圍之內(nèi)來加以實現(xiàn)。在提高軌道交通車輛速率過程中，受電氣所受到的壓力需要保證在合適的范圍之內(nèi)，這樣才可以充分保證電氣牽引系統(tǒng)工作的有效性和安全性，防止軌道交通車輛受到外部的摩擦力較大形成不良的損壞。電氣牽引技術(shù)的速率直接關(guān)系到了受電氣的工作安全性和穩(wěn)定性，只有充分保證受電氣的工作性能和工作穩(wěn)定性，才可以實現(xiàn)更加安全平穩(wěn)的牽引力。當(dāng)前我國已經(jīng)將具有自動調(diào)控能力的受電氣，有效地引入了軌道交通車輛的電氣牽引技術(shù)中，同時和電氣遷移技術(shù)之間做好了有效的工作銜接，避免受電氣的壓力過大而產(chǎn)生不良的損壞。

四、現(xiàn)代軌道交通電氣牽引控制系統(tǒng)

隨著我國城市化進程的加快，交通擁堵等問題已成為城市發(fā)展過程中亟待解決的關(guān)鍵問題。由于軌道交通具有運力大、速度快、污染輕以及安全性好等特點，已經(jīng)成為一種十分重要的城市交通工具。牽引電傳動系統(tǒng)是軌道交通車輛的核心，其控制與調(diào)制方法是軌道交通車輛研究的重點方向。

對于控制方法，為了獲得良好的動態(tài)特性，軌道交通車輛牽引電傳動系統(tǒng)通常采用矢量控制或直接轉(zhuǎn)矩控制。由于基于轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制對于勵磁控制和轉(zhuǎn)矩控制的解耦最為徹底，控制性能較好，從而在軌道交通牽引電傳動系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。

對于調(diào)制方法，由于軌道交通車輛使用的電流和功率都很大，且其牽引逆變器常采用自然風(fēng)冷，必須設(shè)法減小開關(guān)損耗，因此其逆變器的開關(guān)頻率通常較低。同時，軌道車輛運行速度變化范圍較寬，從而使載波比變化較大。當(dāng)載波比較小時，應(yīng)當(dāng)使用同步調(diào)制，否則將導(dǎo)致電機諧波電流和諧波轉(zhuǎn)矩顯著增大。另外，為了提高電壓利用率，當(dāng)電機進入弱磁區(qū)時應(yīng)當(dāng)采用單脈沖調(diào)制。

五、結(jié)束語

在現(xiàn)代軌道交通車輛的運行過程中，需要對電氣牽引技術(shù)加以有效的運用，有效保證軌道交通車輛的運行安全性和穩(wěn)定性，對保證人們?nèi)粘３鲂邪踩灿兄匾谋Ｕ稀?/p>

參考文獻：

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