现代轨道交通车辆电气牵引技术探讨

祝捷　李国良

摘要：现代轨道交通运输工作中，电气牵引技术是其中一个非常重要的技术环节，在轨道交通电气牵引系统中扮演着非常重要的角色，不但如此，电器牵引技术还存在另外一项重要的功能，可以为轨道交通提供出更加合适的功力。电气牵引技术自身具有较强的可控制性，在实际的工作过程中，可以有效转化为车辆的稳定制动，为车辆提供了较高的安全性和可控性，以实现轨道车辆在运行过程中稳定的制动和减速，防止车辆出现不良的意外事故问题，同时保障乘客的人身安全。

关键词：现代轨道交通;电气牵引;技术

一、轨道交通电气牵引技术的发展现状

轨道交通的发展一直是保持我国经济增长的重要力量，目前我国轨道交通装备制造业已经形成了自主研发、配套完整、设备先进、规模经营的集研发、设计、制造、试验和服务于一体的轨道交通装备制造体系，包括电力机车、内燃机车、动车组、铁道客车、铁道货车、城轨车辆、机车车辆关键部件、信号设备、牵引供电设备、轨道工程机械设备等10个专业制造系统。我国牵引变压器设计、制造技术已取得长足进步，逐步与国外牵引变压器技术接轨，极大地满足了电力牵引总体线路对牵引变压器的需求，满足了电力机车及动车组用户的要求，为我国电气化铁路的发展作出了积极贡献。在市场需求结构方面，我国电气化铁路牵引供电系统变压器设备的需求主要来源于高速铁路、普通铁路及城市轨道。近年来，我国不断加大对高速铁路投资，因此在高铁中应用电气化铁路牵引供电系统变压器设备的需求较多。值得一提的是，来自轨道交通的应用需求正快速增长。随着高铁及城市轨道交通建设进一步加速，相关需求还将进一步提升。

二、城市轨道交通技术特点。

（一）运输能力。城市轨道交通由于高密度运转，列车行车时间间隔短，行车速度高，列车编自叻两数多而具有较大的运输能力。

（二）准时性。城市轨道交通由于在专用行车道上运行，不受其他交通工具干扰，不产生线路堵塞现象并且不受气候影响，是全天候的交通工具，列车能按运行图运行，具有可信赖的准时性。

（三）速达性。与常规公共交通相比，城市轨道交通由于运行在专用行车道上，不受其他交通工具干扰，车辆有较高的运行速度，有较高的启、制动加速度，多数采用高站台，列车停站时间短，上下车迅速方便，而且换乘方便，从而可以使乘客较快地到达目的地，缩短了出行时间。

（四）舒适性。与常规公共交通相比，城市轨道交通由于运行在不受其他交通工具干扰的线路上，城市轨道车辆具有较好的运行特性，车辆、车站等装有空调、引导装置、自动售票等直接为乘客服务的设备，城市轨道交通具有较好的乘车条件，其舒适性优于公共电车、公共汽车。

（五）安全性。城市轨道交通由于运行在专用轨道上，没有平交道口，不受其他交通工具干扰，并且有先进的通讯信号设备，极少发生交通事故。

三、轨道交通车辆的电气牵引技术

（一）控制系统。在轨道交通车辆的运行过程中，电气牵引技术主要是通过计算机软件，对整个电梯牵引控制系统来进行掌控，同时还实现了对轨道车辆的整个运行模式进行实时性监测，实现了轨道车辆运行的信息化控制模式。运用计算机系统对轨道交通车辆进行相应的控制，主要的工作优势在于可以实现良好的自我控制和自我检测等良好的工作性能，通过计算机系统对轨道车辆的有效掌控，可以在运行过程中保证车辆更加平稳和安全，在轨道车辆的工作过程中，电器牵引技术发挥出了至关重要的作用，主要是通过多个危机系统来进行同步控制，以此来达到良好的牵引工作水平。通过计算机系统的有效控制，可以有效实现轨道交通车辆的自主控制工作，在信号处理器的工作条件下，对轨道车辆的运行速率以及运行的模式进行有效的调控，同时还可以对其他附属工作项目来进行有效的控制，比如通信系统、驱动系统等，通过电器件技术多个模块的同步控制，让整个电器牵引工作实现了网络化和信息化，保证轨道交通车辆具有更高的集成化功能。

（二）电气牵引技术中的主要元件。受电气是电气牵引技术中非常重要的构成元件，该元件的性能标准相对较高，要想保证受电气的工作优势充分发挥出来，必须在第三轨道滑动的要求范围之内来加以实现。在提高轨道交通车辆速率过程中，受电气所受到的壓力需要保证在合适的范围之内，这样才可以充分保证电气牵引系统工作的有效性和安全性，防止轨道交通车辆受到外部的摩擦力较大形成不良的损坏。电气牵引技术的速率直接关系到了受电气的工作安全性和稳定性，只有充分保证受电气的工作性能和工作稳定性，才可以实现更加安全平稳的牵引力。当前我国已经将具有自动调控能力的受电气，有效地引入了轨道交通车辆的电气牵引技术中，同时和电气迁移技术之间做好了有效的工作衔接，避免受电气的压力过大而产生不良的损坏。

四、现代轨道交通电气牵引控制系统

随着我国城市化进程的加快，交通拥堵等问题已成为城市发展过程中亟待解决的关键问题。由于轨道交通具有运力大、速度快、污染轻以及安全性好等特点，已经成为一种十分重要的城市交通工具。牵引电传动系统是轨道交通车辆的核心，其控制与调制方法是轨道交通车辆研究的重点方向。

对于控制方法，为了获得良好的动态特性，轨道交通车辆牵引电传动系统通常采用矢量控制或直接转矩控制。由于基于转子磁场定向的矢量控制对于励磁控制和转矩控制的解耦最为彻底，控制性能较好，从而在轨道交通牵引电传动系统中得到广泛应用。

对于调制方法，由于轨道交通车辆使用的电流和功率都很大，且其牵引逆变器常采用自然风冷，必须设法减小开关损耗，因此其逆变器的开关频率通常较低。同时，轨道车辆运行速度变化范围较宽，从而使载波比变化较大。当载波比较小时，应当使用同步调制，否则将导致电机谐波电流和谐波转矩显著增大。另外，为了提高电压利用率，当电机进入弱磁区时应当采用单脉冲调制。

五、结束语

在现代轨道交通车辆的运行过程中，需要对电气牵引技术加以有效的运用，有效保证轨道交通车辆的运行安全性和稳定性，对保证人们日常出行安全也有着重要的保障。

参考文献：

[1]王辰瑜.浅析现代轨道交通车辆电气牵引技术[J].中国设备工程，2018（14）：435-436.

[2]潘振轩.论现代轨道交通车辆电气牵引技术[J].科技经济市场，2017（30）：230-231.