基于地铁牵引电传动系统与其控制技术研究

王浩

摘 要：地铁牵引电传动系统是控制地铁车辆装备正常运行的核心，地铁牵引电传动系统的控制将会直接影响到地铁运行的稳定性，与人民群众的安全出性也有很大的关联。本文将针对地铁牵引电传动系统中的几种主要的控制技术进行分析。

关键词：地铁牵引电传动系统；控制技术；研究

中图分类号：U231.8 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）03-0060-01

随着城市化进程的不断加快，城市人口数量一致呈上涨趋势，带来了严重的城市交通拥堵问题，给人民群众的日常出行造成了很多不利影响。为了改善这种现状，确保人民群众的安全出行、便利出行，地铁在人们日常生活中的重要性越来越高。地铁不仅具有自身载运量大、速度快、运行安全的基本特征，对于保护环境、节约资源基本国策的顺利实施也有很大的帮助。地铁牵引电传动系统作为地铁运行的重要组成部分，其控制与调试发挥着关键的作用。

1 地铁牵引电传动系统的基本介绍

地铁牵引电传动系统的核心部分是牵引传动控制系统，也是确保地铁牵引电传动系统正常运行的关键技术。牵引传动控制系统的主要功能分为四个方面，分别是故障保护控制、稳定性控制、异步电机控制和防滑、防空转控制，每一种功能在地铁运行中到发挥着重要的作用。在地铁运行的过程中，车辆逻辑控制系统发出的初始转矩指令值要想完成在异步电机控制中输入，必须要经过防滑、防空转控制系统。同时，牵引传动控制系统必须采取有效的措施来保证地铁牵引电传动系统运行的稳定性，这样才能确保初始转矩指令值在异步电机控制中准确输入，为地铁牵引电传动系统的正常运行提供了基本保障，使地铁牵引电传动系统中的各个环节都能在规定的标准下进行。

异步电机控制需要建立在电机定子电压和同步頻率的基础之上，而电机定子电压和同步频率是通过交流测电流、电机转速、直流侧电压计算出来的。将计算出的结果应用于PWM模型中，就能够利用PWM模型发出的驱动脉冲对牵引变流器开关器件的开关进行控制。另外，牵引传动控制系统中还具备故障保护的功能，当系统中出现过压、过流、超速、过温等情况的时候，就会给地铁车辆运行造成不同程度的故障，不仅会导致系统的损伤，甚至还会造成人员的伤亡。由此可见，合理的进行风险规避、故障保护是非常必要的。现阶段的故障保护系统虽然逻辑比较繁琐，但是其原理非常简单，易于实现[1]。

2 异步电机矢量控制技术的研究

异步电机矢量控制技术在地铁牵引电传动系统运行中发挥着重要的作用，也是系统控制的重点与难点部分。当地铁牵引变流器功率逐渐增大的时候，开关器材就会受到温度的影响而产生一定程度的损耗，对于地铁牵引电传动系统的运行来说有着非常大的影响，一般会通过降低开关频率的方式来暂时缓解这种影响。另外，在使用异步电机矢量控制技术的时候，还需要考虑微处理器计算负荷、离散环节时间匹配等因素的限制。

我国地铁车辆在建设过程中具有工况复杂、速度变化快的基本特征，而这些特征恰好都会对异步电机矢量控制技术的使用造成不同程度的影响，不利于异步电机中离散磁链观测器的稳定性，影响了观测结果的准确性与可靠性，大大的增加了异步电机矢量控制技术的实施难度[2]。

3 地铁车辆的防滑、防空转控制技术的研究

众所周知，地铁车辆之间的距离是非常短的，而在车辆运行的过程中又需要频繁的进行车辆的牵引与制动，确保每一节车厢的加速度与减速度保持一致，所以，必须要有一套完善的车辆防滑、防空转系统。一般情况下，车辆防滑、防空转系统是由牵引传动控制系统和车辆制动系统共同组成，利用车辆制动系统中的防滑系统避免车辆打滑造成的安全隐患。当地铁牵引电传动系统正常运行的时候，系统中的空气制动电子控制单元会对当前电制动力进行实时监控，确保电制动力能够满足车辆制动减速度的实际需求。如果电制动力无法满足这一需求，就要及时对不足的地方进行补充，避免对地铁牵引电传动系统造成损害，影响地铁车辆的运行的安全性与稳定性[3]。

4 地铁牵引电传动系统稳定性控制技术的研究

地铁牵引电传动系统稳定性是保证地铁车辆能够安全运行的基础，在地铁车辆运行中发挥着至关重要的作用。地铁牵引电传动系统中的直流侧滤波电感和支撑电容会受到各种各样因素的影响，像是车载变流装置本身空间、重量、谐波抑制要求都会限制地铁牵引电传动系统的正常使用。一般情况下，会选择电感比较大、电容比较小的设备，避免出现过多的能量损耗。而且，在设计线路电阻和电感内阻的时候，也应该尽可能小，这样才能确保地铁牵引电传动系统的稳定运行。如果不能保证这些因素的合理控制，就会造成抑制系统振荡的情况，不利于地铁牵引电传动系统的稳定运行。

5 结语

综上分析可知，随着城市化进程的不断加快，为了有效缓解持续上涨的人口数量给交通带来的压力，参与运营的地铁车辆越来越多，为了确保地铁车辆的正常运行，就必须要加强对地铁牵引电传动系统的控制技术的研究。从异步电机矢量控制技术、地铁车辆的防滑、防空转控制技术、地铁牵引电传动系统稳定性控制技术的角度进行分析，更好的发挥出地铁牵引电传动系统在地铁运行过程中的实际作用。

参考文献

[1]孙大南.地铁车辆牵引电传动系统控制关键技术研究[D].北京交通大学，2012.

[2]赵雷廷.地铁牵引电传动系统关键控制技术及性能优化研究[D].北京交通大学，2014.

[3]张哲.地铁牵引电传动系统与其控制技术研究[D].北京交通大学，2015.