现代轨道交通车辆电气牵引技术探讨

张丽晶

（北京城建设计发展集团股份有限公司沈阳分公司，辽宁 沈阳 110042）

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。

一、轨道交通车辆的电气牵引技术

（一）电气牵引技术控制系统分析

轨道交通车辆中的电气牵引技术是非常重要的，在电气牵引技术的辅劣下可以实现数字控制到计算机控制的转变。在计算机控制系统的帮劣下，可以对轨道交通车辆的运行方式迚行监控，因此，该控制方式带有较强的信息化特征。计算机控制系统的优势较多，其中较为显著的优势就是可以实现自我检查和自我控制。计算机控制系统尤其是在交流传感式轨道交通车辆中得到了更加广泛的应用。现代轨道交通车辆中在使用电气牵引技术时，离不开多重微机，高水平自动化控制的实现离不开多重微机的辅劣。计算机控制系统是电气牵引技术中非常重要的部分，可主动控制牵引信号的辒入和辒出，在信号处理器的辅劣下，实时控制车辆牵引。计算机控制系统起到的作用是非常巨大的，对整个电气牵引技术来说，主要起到整体性作用，在计算机控制系统的辅劣下可以为电气牵引系统提供完整性的配置。其中计算机控制系统中非常重要的部分就是相应软件，在具体软件的支持下，可开展多项任务，如驱动任务、通信任务等。计算机控制系统可以实现对全部轨道交通车辆控制的前提就是依靠管控电气牵引技术中的诸多模块，不同模块相互组合形成了集成化的控制系统。

（二）主要元件

1.受电器

电气牵引技术中的主要元件就是受电器，现代轨道交通如果要正常运行，那就需要按照规定达到第三稳定滑动的要求，就必须保证受电器能够在电气牵引中充分地发挥出自己的作用来，对自身的性能要求是非常苛刻的。对于受电器的压力也要有充分的保障，不能过大也不能过小，必须适度，只有压力保持平稳，才能在不断加速的过程中使得电气牵引的受力平衡，处于安全的范围内。由于电气牵引技术的受力与受电器有着密不可分的关系，因此若想使得受电器的强度跟性能能够正常运作，那么就必须要保证所受到的牵引力是平衡的。

2.接口电器

在电气牵引技术中，作为主要元件之一的接口电器，要符合需要，对电气牵引技术的应用实行全面控制。达不到适宜范围内的匹配度是轨道交通车辆电气牵引技术中容易出现的问题之一，严重影响了轨道交通车辆的运行安全，因此，需要依据电气牵引技术和轨道交通车辆的匹配关系来选择接口电器，保证接口电器的匹配度在适宜范围之内。

3.受电器

在车辆电气牵引技术中，受电器是主要的元件。从目前实际情况来看，现代轨道电车对于其性能有着非常高的要求。在车辆电气牵引技术应用的过程中，受电器必须要将自身的性能优势充分发挥出来，为第三轨的滑动提供一个稳定的环境。同时，在轨道车辆逐渐增速的过程中，受电器要保证适度的压力，只有这样才能让电气牵引的受力处在一个安全的范围之中，防止磨损值过大。受电器在一定程度上决定了车辆电气牵引技术的受力情况，对于牵引受力的平衡也有着密切的联系。只有牵引受力达到平衡，受电器的性能和强度才能得到保证。从目前情况来看，我国已经在积极地引进带有自主调节性能的受电器，与车辆电气牵引技术进行稳定配合，从而降低受电器给车辆电气牵引技术所造成的压力。

（三）电力牵引技术的优点

电力牵引技术的发展使得我国的交通运输有了整体性的进步，它有着很多优点：（1）电力牵引为非自给式牵引动力。这类车辆不是通过燃料来给车辆提供动力，而是通过牵引力来使得车辆获得前进的动力。车辆的总功率大，自身质量小等特点都使得车辆具有启动快、加速快等优势，能够满足铁路和城市现代轨道交通的各种要求，给人们的生活带来了很大的便捷性，有了轨道交通之后，人们出现的时间消耗将大大减少。（2）电力牵引可有效降低运营成本。（3）电力牵引车辆噪音小，污染小。通过电力牵引的车辆不会像现在汽车那样造成尾气污染，而且运行的噪音减小很多，有利于社会和谐及人们的身体健康，同时也为城市增添了一道别样的风景线。（4）电力牵引技术的发展离不开各个组成环节的相互协调，共同作用，但各个组成环节又都是独立的电气系统，通过这些相互独立的系统共同作用而组成一个整体。电力牵引技术在走向自动化和信息化的道路上一直前进着，为交通运输这一行业的发展做出了贡献。

二、现代轨道交通电气牵引系统

牵引系统作为现代轨道交通电气牵引技术发展的根本，两者需要在一定程度上的互相配合，才能获得快速发展。根据电气牵引技术的要求，轨道交通车辆在电气牵引系统方面做出了一定的规范。（1）规范了电气牵引技术的恒定牵引力，控制在一个固定的变化范围之中，以保持电气牵引技术的稳定性。（2）设定了牵引的系列条件，为使轨道交通不同的状况下都能够达到额定速度，于是依据车辆的荷载自动调节对电气系统的牵引力做出了规范性的调节。（3）实行电制动特性，为了使得轨道交通的运行能够保持平衡，制定相应的电制动力来保障其稳定速度。由此可见，电气牵引技术与轨道交通电气牵引系统的配合是非常密切的。随着现代轨道交通车辆的发展，越来越需要通过电气牵引技术与电气牵引系统这两者的高度来促进电气牵引技术的飞速发展。

三、现代轨道交通牵引中的电气控制

在现代轨道交通工程的发展过程中，每一个环节之间的衔接程度非常重要，电气控制技术的有效应用是保证每个环节之间密切配合的重要保障。在电气牵引技术中，牵引逆变器作为该系统中非常重要的工作环节，在实际的工作过程中主要是通过IGBT 的顺序导通，将系统中的制度电压有效转化为可调频率，然后将可调节幅值的三项交流电直接传输到牵引系统中来加以使用。IGBT 作为牵引逆变器系统中非常重要的构成原件，随着科技技术的不断发展，牵引逆变器的系统容量以及工作性能都得到明显提升，同时也直接推动着车辆逆变器的系统的快速革新和发展。然而，要保证轨道交通车辆运行系统正常稳定工作，必须提高对电动机的合理控制。通过电动机内部的传动控制单元来制定出相应的系统控制方法，使用异步电机系统直接对车辆运行系统进行有效的控制，同时配合交流传动模块化设计软件，对逆变器中的交流异步电机进行实时性控制，有效保证电机运行工作的安全性和稳定性，同时还可以有效避免电机在运行工作中出现不良的故障问题。通过该系统的有效应用，具有以下方面优势：在应用过程中可以节省大量能源，同时对外部环境的污染性较小，转距直接控制牵引系统在车辆的运行过程中具有良好的动态响应速率，在工作过程中可以实现数字化、信息化以及网络化的控制功能。电气牵引技术的有效应用离不开系统各个环节的协同工作和运行，但是其中每一个工程环节彼此之间又是相互独立的，在电力牵引技术的研发过程中，必须不断朝着自动化和信息化控制的方向上发展，为我国交通运输产业迈上更高层次打下坚实的基础。

结语

总之，电气牵引技术是我国交通运输行业获得飞速发展的基础，若要有更好的发展前景，就需要在这方面做出更多的努力。加强自身的综合能力，通过不断的学习、消化、吸收，创造属于自己的技术并积极运用实际中去，这样才能促进轨道交通的发展。