电力电子技术与铁路机车牵引动力的发展分析

张风光

河北轨道运输职业技术学院 河北 石家庄 052165

前言：事实上,随着我国进入21世纪信息科技化时代之后,铁路系统各方面都得到了长足的进步。目前我国的铁路机车不仅具备快速的运输效率,而且在成本控制等方面也有一定程度的建树。特别是在市场经济体制之下,引入了更加先进的电力电子技术作为铁路机车牵引动力的辅助,使其性能与稳定性都在不断的增强。下文,首先将概述关于电力电子技术以及铁路机车的发展史,进而分析铁路机车中的电力电子技术。

一、电力电子技术的简要概述

(一)关于电力电子技术的内涵。在现实中,电力机车的应用其实存在很多难题,特别是关于铁路机车的电能控制方面非常难以把握。随着铁路建设事业的不断发展,如何将铁路机车设备的电能进行极致的优化,是业内技术人员都在思考的重点课题。那么,何谓电力电子技术?其实这种技术是一种不同于传统电子技术之外的新兴科技,这种技术可以广泛的应用到电力领域之中,它可以通过诸如晶闸管、GTO 等电子元器件来对电能进行精准的调节与控制,促使机电设备的性能更加优越,而且使用起来亦非常快速方便。与信息电子技术不同的是,电力电子技术的主要应用价值是对于电力的使用与变化。作为当前十分重要的电力交互技术手段,它正随着信息科技化时代的到来而愈发进步。经过无数的应用实践,早已证明这种技术手段可以将铁路机车牵引系统中的各类设备进行优化,进行速度的灵活调节。

(二)电力电子技术的重要作用。毫不夸张的说,电力电子技术对于机车设备的推动作用是非常巨大的,它所起到的重要作用有很多,大致可以从如下几个方面进行概述：其一,在交流电机设备不断改良的背景下,电力电子技术的出现不仅缩小了机车设备的体积,对机车设备起到了空间拓展的作用。要知道,机车设备的体积缩小了,那么就可以更好的进行性能优化,让设备的质量变得更加可靠,而且行进速度与行车稳定性也得到了大幅度的提升。其二,由于过去的铁路机车还存在许多不稳定的因素,而合理的应用电力电子技术就可以有效的改善机车设备中的中枢系统,将机车的行进过程变得更加可靠、稳定,在一定程度上确保了乘客的出行安全；其二,对于异步交流电动机的使用效率,电力电子技术也可以起到很大的助推作用,这项技术可以很好的提高机车的牵引力,确保机车的顺畅运行；其四,电力电子技术还可以将电动机的无换向器进行更加稳定的控制,进而消除电刷与转向器之间的磨损,让机车运行的更加可靠。

二、铁路机车牵引动力的发展分析

实际上,关于铁路机车的发展也正好反映了机械设备的发展史,这是一个从简单的机械性操作到牵引力不断优化的过程。众所周知,在机车刚开始萌芽的时候,它是用蒸汽来作为主要动力源的。但是,利用蒸汽为主要动力源的机车在实际的应用过程中却又存在很多缺点,比如操作繁琐、牵引力不足等,这就导致技术研发人员开始不断吸取各种新型技术,之后便出现了采用电力电子技术为驱动源的机车,至此铁路机车的发展可谓进入了一个崭新的纪元。

随着电力电子技术的不断优化,铁路机车亦得到进一步的提升,而且性能也更加强大。而后的电力机车几乎都是采用直流电作为主要的能源供给。随着时代不断的发展,铁路机车再次发生了重大的变革,随之出现了运用晶闸管整流器这种技术类型的铁路机车,这个时候铁路机车的发展又更加先进了一些。无数的实践证明,此类铁路机车不仅具备更加优异的牵引性能,而且在电能的使用上亦取得了重大突破,促使铁路机车的电力电子技术已达50Hz、60Hz。随着电力电子技术的发展,如今的铁路机车牵引力得到更为充足的优化,推动了铁路机车的现代化进程。

三、分析铁路机车中的电力电子技术

随着近几年科学技术不断的发展,电力电子技术的亦随之更新。在传统的铁路机车运行模式中,主要是运用交流电来控制牵引力,这种技术显然已经无法满足新时代消费者的需求。因此有更多有应用优势的新兴技术被应用到铁路机车的牵引力研发事业当中,亦如本文探讨的电力电子技术便是其中的佼佼者。目前,采用多频率的电力电子技术已经愈发广泛的应用都全国各地的铁路机车设备之中,就这项技术的应有优势而言,大体可以从如下几个方面展开论述：

①将交流传动电力电子技术进行加大,可以更好的将四象限变流器的性能发挥出来,此类技术不仅可以有效的降低机车在电网中的电流谐波,而且还可以将电力系统的供电量进行提升,这样就可以确保机车在运行过程中不会受到信号方面的干扰。

②大力推广相应的电力电子技术,还能够利用再生制动的技术手段来将电网电能进行不间断的性能反馈,改善供电电网的使用功率。与此同时,此类电力电子技术还可以大大的降低电网的损耗,提升其使用寿命的同时,还提高了电网电能质量的使用效率。最重要的是对能源耗费还起到一定的节约作用。

③将交流传动电力电子技术应用到铁路机车之中,可以迫使铁路机车设备的牵引与制动变得更加和谐,同时还能够在主电路中思想逐步调整与转换,这样一来就可以提高机车行驶的安全性,而且还简化了人工操作。

结语

综合以上文献内容所述,不难发现电力电子技术对于铁路机车牵引力的重要推动作用。随着铁路系统不断的完善,未来的电力电子技术势必会向着更加智能化、多元化、创新化的方向发展,有关技术人员一定要不断打磨业务技能,提高自身的专业素养,进而为祖国的铁路机车建设事业贡献力量。