轨道交通车辆电力牵引传动系统及其控制概述

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为了保证轨道交通的安全性和可靠性，车辆电力牵引传动系统应运而生，该系统的出现和应用为乘客打造舒适、便捷的乘车环境，提高乘客的乘坐体验发挥了重要作用。因此，如何科学控制车辆电力牵引传动系统，促进轨道交通行业健康、可持续发展是技术人员必须思考和解决的问题。

1 直流斩波调压调速控制

直流斩波调压调速控制作为车辆电力牵引传动系统常用的控制方法，需要技术人员将轨道交通接触网电压设置为1500V，在此基础上，采用车辆直流输出的方式，为电动机的运行提供持续的电能[1]，以满足车辆的电动牵引运行需求。直流斩波调压调速原理图如图1所示，其中，“VD”表示续流二极管，“Ld”表示平波电抗器，通过利用这两种设备可以提高电流的连续性，减小电机电流和转矩的脉动分量。斩波器采用自关断开关器件GTO，从而极大地提高了斩波频率，并且省去了换向电路。此外，在斩波器的应用背景下，通过采用改变直流电压平均值的方式，可以实现对系统电压平均值的自动化控制，然后，利用强迫关断控制法[2]，可以实现对直流电源的周期性控制，以提高系统负载能力。同时，在微电子技术的不断发展和应用下，直流传功车辆在具体的行驶中，通过利用斩波器，可以实现对车辆电力牵引传动系统的智能化控制，确保系统主电路控制的有效性、可靠性和安全性。

图1 直流斩波调压调速原理图

2 交流变压变频调速控制

为了实现对车辆电力牵引传动系统的自动化控制，除了采用直流斩波调压调速控制方法外，还要重视对交流变压变频调速控制方法的使用，通过使用该控制方法，可以将系统调速传动方式转变为交流传动驱动方式，充分发挥列车逆变器的应用优势[3]，以实现对逆变器输出信号的有效采集和处理，从而减小谐波损耗。此外，通过采用交流变压变频调速控制方法，还可以实现对逆变器结构的有效简化，极大地提高调节速度，从而进一步提高车辆电力牵引传动系统的运行性能。

2.1 VVVF调速

VVVF调速，又叫变压变频调速，在这一调速模式的应用下，技术人员借助变频电源的使用优势，实现对系统内部电压和电流的有效控制，确保系统运行的安全性和可靠性。通常情况下，变频器主要包含多种类型，但是，最常用的是如图2所示的PWM型逆变电路。PWM型逆变器内部含有一个逆变单元，同时逆变单元主要由半导体元件组成[4]，通过利用IGBT管的使用优势，可以实现对二极管内部线路的并联操作，极大地提高电动机电流持续力，从而实现对系统的快速供电，以实现对系统的智能化控制，为进一步提高系统的应用价值和应用前景发挥出重要作用。

图2 PWM型逆变电路示意图

2.2 转子磁场定向的旋转矢量控制

矢量控制主要是指通过坐标变换将电机电流的磁场分量和转矩分量进行解耦，可以像控制直流电动机一样控制交流电动机的控制理论和方法。该方法可以对电压、电流、频率等交流电气参数的量值和相位同时控制，从而实现磁场和转矩的独立控制，取得媲美直流电动机的调速性能。目前国内厂家开发的基于矢量控制方案的车辆电力牵引传动系统日趋成熟，能够满足轨道交通车辆的牵引性能高要求。

3 结束语

综上所述，在电力电子装置技术的应用背景下，轨道交通车辆电力牵引传动系统逐渐从电流驱动模式转变为电压驱动模式，极大地提高了系统的运行性能和自动化控制程度。此外，通过将微电子技术应用于车辆电力牵引传动系统的控制中，可以实现电力传动系统与自动控制系统的有效结合，为用户带来良好的使用体验。总之，为了实现对系统的科学控制，技术人员要不断修改、优化和完善系统控制方案，确保系统控制方案与科技技术发展步伐相同步。