軌道交通車輛電氣技術分析

徐銳

◆摘? 要：隨著時代的不斷發展，社會的不斷進步，城市交通壓力也在不斷地增大。作為科技和技術相結合的軌道交通成為了降低城市交通壓力的主要措施，為民眾提供了便捷的出行條件，大幅度提升了民眾的出行效率。本文將重點分析城市軌道交通車輛電氣技術以及其牽引技術，以期更好地掌握軌道交通車輛平穩運行的技術。

◆關鍵詞：軌道交通車輛;電氣技術

軌道交通的優勢良多，在環保、便捷、安全上相較于其他出行方式具有一定的優勢，也正是軌道交通的快速發展，大幅度降低了城市的交通壓力，提升了民眾的出行效率。在軌道交通車輛運營中，電氣技術作為核心技術之一，是軌道交通車輛動力的主要來源，更是軌道交通車輛其他系統正常運營的基礎。

一、軌道交通車輛電氣技術發展歷程

19世紀末，城市軌道交通首次登上了交通歷史舞臺，并隨著時代的不斷發展，軌道交通行業也快速地發展。就軌道交通車輛調速上而言，就經過了三個不同的時期，分別是直流變阻調速，直流斬波調壓調速和交流變頻變壓調速。尤其是在近幾十年地時間內，城市軌道交通行業更是快速發展，首先是電子設備的不斷更新迭代，其次是科技技術的不斷發展，使得電氣技術在軌道交通車輛中應用得到了有效地提升。起初，使用新型半導體器件，取代了原有的調速方式，并提升調速性能，以及再生制動功能。隨后，采用微機方式，對車輛的運行情況進行監控。經過眾多年的發展，90年代，高壓大電流IGBT的研制，以及微機的利用，實現了軌道交通的大發展，并成為其電氣系統的主要方式。

二、軌道交通車輛電氣技術分析

（一）控制系統分析

電氣技術由數字控制轉變為計算機控制，不僅增強了對軌道到車輛運行方式的監督，同業也可以有效的控制在軌運行車輛的運營時間，相較于數字控制系統，計算機控制系統具備更加齊全的功能。首先便是對軌道交通車輛運營系統的自動檢查，大大提高了軌道交通車輛檢查效率;其次是自動控制軌道交通車輛的運行速率;其三是利用計算機的高效性收集并分析相關的信息數據;最后是在交流傳感式車輛運營中的控制能力得到了大幅度地加強。軌道車輛電氣技術中，需要多重危機來實現高水平的自動控制。因此，在電氣技術中，控制系統能夠根據信號處理器的指示，以及信號輸入，輸出等流程，實現車輛的牽引控制。

由此可見，計算機系統對軌道交通車輛正常運營的作用甚大，通過計算機控制系統形成網絡化的電氣控制方式是軌道交通車輛正常、安全運營的重要基礎。

（二）主要元件

1.受電器

受電器作為軌道交通車輛的核心元件，是電氣技術中的主要元件，因此，在此基礎上不難發現對于受電器的質量要求，只有高質量的受電器才滿足軌道交通車輛正常運營的基本需求。至于其原因，主要有三，其一，在軌道交通車輛不斷運營的過程中，受電器的損耗較大，一旦受電器承受的壓力較大，就會導致其磨損;其二，電氣技術的完善程度與受電器的質量成正比，最后，電氣技術的受力與受電器存在的密切的關聯，只有受力平衡才能更好地推動軌道交通車輛的運營，所以受電器應當具備相應的強度和性能。

2.斷路器

斷路器的主要作用是緊急控制電氣技術系統，就目前而言還有較大的發展空間。在當前的軌道交通車輛電氣技術中斷路器的發展將大幅度提升軌道交通車輛的運營效率，斷路器能夠降低制動分段的事件，并在最短時間內調節軌道交通車輛的運營情況，避免軌道交通車輛在運營過程中出現的電流阻斷上升情況，這不僅是電氣技術中至關重要的元件，同樣是確保軌道交通車輛安全運營的基礎。

3.接口電器

接口電器的主要作用是鏈接電氣系統和軌道車輛系統的核心元件，是電氣技術在軌道交通車輛運營中的基本元件，接口電器良好才能更好地控制在軌運營的車輛。電氣牽引中常會出現各種匹配問題，影響車輛與牽引之間的良性互動，因此要合理控制接口電器的質量，以免影響電氣牽引的性質。

（三）交流傳動控制技術分析

該技術主要包括逆變器暨異步電機控制技術、參數辨識、硬件軟件設計、故障診斷等眾多技術。有效控制了軌道車輛的非線性時變、強耦合、運行狀態復雜等眾多難題。并實現異步牽引控制的實用化，是軌道交通穩定運行、快速響應、動力充分發揮的關鍵環節。

傳動控制單元，即DCU。其裝有32位雙DSP處理芯片，以及SVPWM技術、直接轉矩控制策略等，繼而形成了模塊化的產品，為軌道交通現代化控制、高效運行等提供了技術保障，并具有滑行保護、或粘著利用控制等功能。

（四）軌道交通控制與診斷技術分析

對于軌道交通控制與診斷不僅是整個電氣技術中的重要環節，更是軌道交通車輛安全運營的基礎。其主要分為以下幾個方面：

1.軌道交通車輛的網絡通信控制與診斷;

2.軌道交通車輛的網絡控制系統的控制與診斷;

3.軌道交通圖形化編程的控制與診斷;

4.軌道交通車輛運營前后的故障診斷;

5.軌道交通車輛運營前的試驗控制與診斷;

6.軌道交通車輛運營時的實時控制與診斷;

7.軌道交通車輛運營時的在線調式控制與診斷;

8.軌道交通車輛運營時的狀態性能控制與診斷。

綜合而言，軌道交通車輛控制與診斷是滿足車輛正常運營的基礎，更是車輛安全運營的核心保障，其主要目的是對軌道交通車輛進行實時監控，掌握軌道交通車輛運營過程中的實時情況，以期預期軌道交通車輛出現故障的可能性，將可能存在的故障在第一時間內解決，以此確保軌道交通車輛的正常運營。當前我國軌道交通控制與診斷主要采取的方式是分布式，通過模塊化的控制實現整體化的控制。

三、結語

綜上所述，本文主要分析了軌道交通車輛電氣技術，闡述了電氣技術的控制系統，主要元件，交流傳動控制技術，軌道交通控制與診斷分析等內容。

參考文獻

[1]李紅霞，王建行.城市軌道交通車輛電氣系統中牽引與輔助系統的故障檢修[J].數碼設計，2017，6（11）：51-52.

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