探析地鐵牽引功率模塊測試系統設計

宋宇佳

摘要：目前，日益增長的經濟發展，促使了城市化進程逐步加快，交通運輸的問題越來越值得人們的重視。地鐵牽引技術有著緩解城市交通壓力的重要樞紐作用。而當前的地鐵牽引功率模塊測試系統設計方面還大量依賴著進口的產業，使得國內的地鐵設備購置等費用產生了極大的經濟消耗，造成了我國軌道交通行業無法健康發展，也使得我國這方面的核心技術無法得到大幅度的提高。所以，我國當前應當更加注重軌道交通設備的國產化生產研發，實現系統設計與產品設施裝備的自主供給，從而降低對于軌道交通發展所需要費用的經濟成本，而牽引傳動系統是軌道車輛的核心技術部件，對其有效的功率模塊測試系統設計也是必不可少的。正是由于我國的國產化技術研究起步較晚，基礎技術還處于落后的階段，國內自主設計與生產化水平還需要得到進一步的提高。所以本文主要對于軌道交通車輛的牽引系統的功率模板測試系統設計進行研究探析。

關鍵詞：軌道交通行業;地鐵車輛;牽引傳動系統;功率模塊測試系統設計

經濟的飛速發展，離不開交通運輸的便利，而當前城市化進程的不斷深入，導致了交通運輸壓力逐漸加重，全世界都在研究如何去解決交通運輸所帶來的難題，而其中最為顯著也是最為重要的有效措施就是發展軌道交通行業。軌道交通已經成為了我國各大城市的有效交通方式，對于部分地方來說，分擔的城市交通量已經占據了50%以上，有的地方甚至以及達到了90%以上。由于軌道運輸交通所帶來的各項優秀特點，如便捷安全、可靠性強、運輸穩定，都使得它擁有著可以優化城市空間結構、發展城市經濟、緩解城市交通壓力等重要作用。所以近年來在國家大力的政策推動下，我國也設立了多項研究課題，爭取將長期依賴進口產業的情況得到更改，使我國的國產技術盡快推進到地鐵車輛交通運輸上面，使得牽引功率模塊測試系統的設計可以得到優化及自主創新。

一、地鐵牽引系統的控制技術

想要去自主研發設計地鐵牽引功率模塊測試系統，首先就需要去進一步了解地鐵牽引系統的關機控制技術，從而掌握各項指標，設計出合格的測試系統。

下圖所示的就是地鐵牽引系統關機控制技術的基本組成構圖，其主要構成的部位有四個方面：牽引系統的電機、牽引變流器、牽引傳動控制系統以及軌道車輛邏輯控制系統（TCU）。這套牽引系統的牽引變流器的直流電壓來源，需要了解我國目前的地鐵供電機制：主要有以北京為北方地區所代表使用的DC750V供電機制，這個供電極致可以允許電壓的波動范圍維持在DC500到900V;而南方地區的代表廣州主要使用的是DC1500V的供電機制，電波波動的允許范圍可以維持在DC1000到1800V，下圖所示也正是這一牽引系統構圖，這種供電機制如今已經成為當前地鐵牽引系統交流器所使用的主流模式。

而從主電路的擴展角度進行分析，當前地鐵牽引系統的控制技術還存在著硬件結構以及元器等設計較為簡單的問題，與當前車輛交通運行復雜，牽引器變流功率較大等情況產生沖突，對于地鐵運行時候的穩態以及車輛運行時的安全性、穩定性、當代的節能環保政策等都無法取得較為滿意的結果，因此地鐵牽引功率模塊測試系統的設計就顯得極其重要，有助于克服當前地鐵牽引系統在控制技術方面的諸多難題。

二、地鐵牽引功率模塊測試系統的設計

地鐵牽引功率模塊測試系統的設計離不開對于地鐵當前機制特性的了解。一般來說需要了解，列車的重量、輪向架參數、加速度要求、接速度要求運行速度、供電條件等進行設計。

1.列車的重量如圖所示，同時要注意每位乘客的平均重量應該按照60千克每人來進行計算：

2.轉向架參數需要考慮新輪徑840mm，半磨損輪徑805mm，全磨損輪徑770mm，齒輪傳動比6.9.

3.加速度則要求地鐵在平直干燥的軌道上，需要額定電壓DC1500V，軌道車輪處于半磨損時需要考慮的平均加速度數據為，沖擊極限速度為0.75m/s3，平均初始加速度需要大于等于1.0m/s2，平均加速度則需要大于等于0.6m/s2.

4.對于接速度的要求則是在與加速度相同要求的情況下，電制動減速度需要達到大于等于1.0m/s2。

5.對于運行速度則需要列車的最大運行速度保持80km/h，構造速度需要維持90km/h。

三、結論

軌道交通系統中，地鐵交通運行時不可缺少的重要組成部分，也是技術相對較為重要的研究設備。當前我國依賴進口的地鐵設備，不利于我國交通行業的快速健康發展成長，更不利于我國的核心技術手段的提高。而目前的一些核心技術一直掌握在歐美國家的手中，國內各方面的科研程度相對落后，所以更需要我國開始重視當前軌道交通產業的研究與分析，早日實現國產品牌與技術上的自主供給，只有掌握了核心自主技術產權的發展，才能真正帶動我國交通行業的發展，對此，重視我國的核心國產技術研發，刻不容緩。

參考文獻：

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[4]陳昆燦. 地鐵牽引變斷路器在線監測系統的設計與開發[D]. 北京交通大學， 2010.

（作者單位：蘇州市軌道交通集團有限公司運營分公司）