電力電子技術與鐵路機車牽引動力的發展分析

張風光

河北軌道運輸職業技術學院 河北 石家莊 052165

前言：事實上,隨著我國進入21世紀信息科技化時代之后,鐵路系統各方面都得到了長足的進步。目前我國的鐵路機車不僅具備快速的運輸效率,而且在成本控制等方面也有一定程度的建樹。特別是在市場經濟體制之下,引入了更加先進的電力電子技術作為鐵路機車牽引動力的輔助,使其性能與穩定性都在不斷的增強。下文,首先將概述關于電力電子技術以及鐵路機車的發展史,進而分析鐵路機車中的電力電子技術。

一、電力電子技術的簡要概述

(一)關于電力電子技術的內涵。在現實中,電力機車的應用其實存在很多難題,特別是關于鐵路機車的電能控制方面非常難以把握。隨著鐵路建設事業的不斷發展,如何將鐵路機車設備的電能進行極致的優化,是業內技術人員都在思考的重點課題。那么,何謂電力電子技術?其實這種技術是一種不同于傳統電子技術之外的新興科技,這種技術可以廣泛的應用到電力領域之中,它可以通過諸如晶閘管、GTO 等電子元器件來對電能進行精準的調節與控制,促使機電設備的性能更加優越,而且使用起來亦非常快速方便。與信息電子技術不同的是,電力電子技術的主要應用價值是對于電力的使用與變化。作為當前十分重要的電力交互技術手段,它正隨著信息科技化時代的到來而愈發進步。經過無數的應用實踐,早已證明這種技術手段可以將鐵路機車牽引系統中的各類設備進行優化,進行速度的靈活調節。

(二)電力電子技術的重要作用。毫不夸張的說,電力電子技術對于機車設備的推動作用是非常巨大的,它所起到的重要作用有很多,大致可以從如下幾個方面進行概述：其一,在交流電機設備不斷改良的背景下,電力電子技術的出現不僅縮小了機車設備的體積,對機車設備起到了空間拓展的作用。要知道,機車設備的體積縮小了,那么就可以更好的進行性能優化,讓設備的質量變得更加可靠,而且行進速度與行車穩定性也得到了大幅度的提升。其二,由于過去的鐵路機車還存在許多不穩定的因素,而合理的應用電力電子技術就可以有效的改善機車設備中的中樞系統,將機車的行進過程變得更加可靠、穩定,在一定程度上確保了乘客的出行安全；其二,對于異步交流電動機的使用效率,電力電子技術也可以起到很大的助推作用,這項技術可以很好的提高機車的牽引力,確保機車的順暢運行；其四,電力電子技術還可以將電動機的無換向器進行更加穩定的控制,進而消除電刷與轉向器之間的磨損,讓機車運行的更加可靠。

二、鐵路機車牽引動力的發展分析

實際上,關于鐵路機車的發展也正好反映了機械設備的發展史,這是一個從簡單的機械性操作到牽引力不斷優化的過程。眾所周知,在機車剛開始萌芽的時候,它是用蒸汽來作為主要動力源的。但是,利用蒸汽為主要動力源的機車在實際的應用過程中卻又存在很多缺點,比如操作繁瑣、牽引力不足等,這就導致技術研發人員開始不斷吸取各種新型技術,之后便出現了采用電力電子技術為驅動源的機車,至此鐵路機車的發展可謂進入了一個嶄新的紀元。

隨著電力電子技術的不斷優化,鐵路機車亦得到進一步的提升,而且性能也更加強大。而后的電力機車幾乎都是采用直流電作為主要的能源供給。隨著時代不斷的發展,鐵路機車再次發生了重大的變革,隨之出現了運用晶閘管整流器這種技術類型的鐵路機車,這個時候鐵路機車的發展又更加先進了一些。無數的實踐證明,此類鐵路機車不僅具備更加優異的牽引性能,而且在電能的使用上亦取得了重大突破,促使鐵路機車的電力電子技術已達50Hz、60Hz。隨著電力電子技術的發展,如今的鐵路機車牽引力得到更為充足的優化,推動了鐵路機車的現代化進程。

三、分析鐵路機車中的電力電子技術

隨著近幾年科學技術不斷的發展,電力電子技術的亦隨之更新。在傳統的鐵路機車運行模式中,主要是運用交流電來控制牽引力,這種技術顯然已經無法滿足新時代消費者的需求。因此有更多有應用優勢的新興技術被應用到鐵路機車的牽引力研發事業當中,亦如本文探討的電力電子技術便是其中的佼佼者。目前,采用多頻率的電力電子技術已經愈發廣泛的應用都全國各地的鐵路機車設備之中,就這項技術的應有優勢而言,大體可以從如下幾個方面展開論述：

①將交流傳動電力電子技術進行加大,可以更好的將四象限變流器的性能發揮出來,此類技術不僅可以有效的降低機車在電網中的電流諧波,而且還可以將電力系統的供電量進行提升,這樣就可以確保機車在運行過程中不會受到信號方面的干擾。

②大力推廣相應的電力電子技術,還能夠利用再生制動的技術手段來將電網電能進行不間斷的性能反饋,改善供電電網的使用功率。與此同時,此類電力電子技術還可以大大的降低電網的損耗,提升其使用壽命的同時,還提高了電網電能質量的使用效率。最重要的是對能源耗費還起到一定的節約作用。

③將交流傳動電力電子技術應用到鐵路機車之中,可以迫使鐵路機車設備的牽引與制動變得更加和諧,同時還能夠在主電路中思想逐步調整與轉換,這樣一來就可以提高機車行駛的安全性,而且還簡化了人工操作。

結語

綜合以上文獻內容所述,不難發現電力電子技術對于鐵路機車牽引力的重要推動作用。隨著鐵路系統不斷的完善,未來的電力電子技術勢必會向著更加智能化、多元化、創新化的方向發展,有關技術人員一定要不斷打磨業務技能,提高自身的專業素養,進而為祖國的鐵路機車建設事業貢獻力量。