对地铁车辆电气牵引系统的电气控制研究

刘伟中

昆明地铁运营有限公司 云南昆明 650000

1 概述

电力牵引是一种以电能为动力的牵引方式。地铁电力牵引系统的工作原理就是地铁运行过程中由架空线处获取电能并将其调压变换后输送给车组的牵引电动机，由牵引电动机将电能转换成机械能，进而驱动车辆前行。

地铁车辆的电气牵引控制系统是由牵引电器和列车电路构成的。牵引电器包括：受流器、牵引电机、传动控制装置、其他牵引电力电子转换控制系统。列车电路包括：主电气回路、辅助电路、控制电路。现在微型计算机控制己代替了传统使用的模拟电路广泛应用于控制电路。它可根据司机的操作和牵引回路的状态及相应信号调节斩波器，对各接触器、继电器、电磁阀、发光二极管等发出指令，达到所要求的恒流牵引、电阻制动及再生制动等控制。目前，轨道交通车辆电力牵引方式主要分为直流传动和交流传动两种。

2 运行安全保障

在地铁车辆的牵引系统当中，其构成部分主要就包括了一系列的设备与各项电路系统，要保障牵引系统的而稳定运行就必须要确保这些设备与电路处于良好的运行性能状态下，在众多的设备类型中，制动装置地铁车辆在减速与停车时所必须要用到的一种制动设备，因此其对于保障地铁车辆的安全运行意义重大。通常而言，在城市地铁车辆内基本采用的都是电制动形式，总的来说就包括了再生制动和电阻制动两类，另外还有辅助的机械制动方式，通过多种手段来最大程度的确保地铁车辆能够得到及时、精准的制动，借助于车辆制动系统可实现对车辆运行速度的精准控制，对车辆制动力亦可做到高效化的调节，由此也便能够确保地铁车辆在实际的运行过程当中可安全停车，并且也可在遭遇紧急情况时能够及时制动，避免重大安全事故的发生。

3 对地铁车辆电气牵引系统的电气控制

3.1 牵引控制

当地铁车辆处于运行状态中时，其中的制动装置经常会发出各种操作指令，并传送到牵引逆变器当中，在接受指令之后，牵引逆变器就会联合制动控制装置根据相应的指令信号，进行具体的牵引控制工作。但是在实际操作过程中，由于系统的作用，车辆的运行速度通常会有一定的限制，地铁车辆的运行速度一旦超过相应的允许标准时，系统也会自动降低地铁车辆的牵引力，并将牵引力切断，一直到地铁车辆的运行速度恢复到正常状态后，车辆的牵引力才会重新连接回来。此外，即使地铁车辆中没有设置自动控制系统，车辆依然能够发挥出相应的限速工能，一般车辆在运行过程中遇到坡道区域时，经常会将高速行驶模式自动开启，从而让地铁车辆在坡道位置时依然能够保持和平道中的相同速度，从而促进车辆的顺利运行。地铁车辆中通常设置有高压母线断路器和母线线路，而设置目的就是保证地铁车辆能够顺利通过地铁线路中各种架空线电区。

3.2 交流传动控制

地铁车辆中的牵引控制主要是由牵引变流来引导进行的，这种技术也是以大功率半导体部件为基础的，除此之外，牵引技术经常使用的还有隔离技术、冷却技术、光纤传输技术、叠压低感技术等多种方式，在地铁车辆的牵引系统中发挥着巨大的作用，通过合理运用各种牵引技术能够促进地铁的安全运行，

提高地铁的运行效率，实现有效的牵引控制，同时还能准确转换直流电。而牵引变流技术在使用过程中可以通过水来进行冷却，随后在经过冷却风和散热管道对牵引系统进行降温处理，在最大程度上降低系统的压力，提高车辆的制动效率。对逆变器进行冷却主要是通过热管散热器来进行的，并通过液态媒介的状态转化来释放和吸收内部热量。这种通过液态媒介的蒸发、冷凝现象来排放热量的方式，能够对环境保护发挥巨大的效用，同时组成结构也比较简单，具体的维护运行工作能够节省很多时间。此外，交流传功技术同样能够促进地铁中电气系统的顺利进行，电气系统提供基础的安全保障。交流传动控制其实就是逆变器中的一种集合技术，通过故障诊断技术、参数识别技术、粘着控制技术和电机控制技术的有机结合，实现对电流的全面控制。在地铁车辆行驶过程中，还会遇到各种复杂问题，在这种状况下只需要通过交流传动技术就能顺利解决各种问题，促进地铁的顺利运行。

3.3 制动控制

地铁交通车站之间往往距离较短，运行过程小的调速和停车都比较频繁。为了提高列车的运行速度，必须使其起动提速快、制动距离短。因此地铁车辆的牵引系统制动应具备如下性能：（1）制动灵活、制动迅速，制动和缓解时前后部车辆冲击小。（2）具有足够的制动力，保证车辆在规定的制动距离内安全停车。（3）应尽量发挥动力制动能力，以减少对城市环境的污染和降低运行成本。

在制动工况时把牵引电动机变为发电机、通过轮对将列车动能变为电能。这时牵引电动机轴上的反转矩作用在机车动轮上形成电制动力，称为电气制动。采用这种制动可以提高列车运行速度，降低机车车辆轮箍闸瓦的磨损。城市轨道交通车辆一般均采用再生制动与电阻制动相结合的电制动优先、空电联合制动方式，保证在制动系统允许的条件下得到尽可能大的制动减速度。

总之，电气牵引系统对于地铁的正常运行来说具有重要的作用，也是地铁运行中比不可少的内容，能够提高地铁运行的安全性，从而对运行中的地铁车辆形成一种有效的制动与牵引。为此在日检测过程中，要加强车辆的检修工作，同时还要熟练掌握制动控制和牵引控制，从而提高地铁运行的安全性。