城市軌道交通車輛電氣系統(tǒng)的研究

常強(qiáng)

摘要：近些年，我國經(jīng)濟(jì)水平、文化水平、政治水平及技術(shù)水平都得到了提升，大大促進(jìn)了我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，這為我國城市化建設(shè)及發(fā)展?fàn)I造了良好的經(jīng)濟(jì)、政治、文化及技術(shù)環(huán)境，使得各地區(qū)城市化水平越來越高。在該形勢影響下，城市軌道交通領(lǐng)域也進(jìn)入了高速發(fā)展階段，并完善了城市軌道交通車輛電氣系統(tǒng)，提高了軌道交通運(yùn)行效率及安全性，為城市居民的出行及貨物運(yùn)輸?shù)忍峁┝朔奖悖上攵囕v電氣系統(tǒng)對于城市軌道交通發(fā)展及城市居民生活水平提升的促進(jìn)作用有多大，理應(yīng)得到重視及關(guān)注。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通;車輛電氣系統(tǒng);系統(tǒng)組成

眾所周知，我國城市軌道交通領(lǐng)域在社會(huì)經(jīng)濟(jì)及科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的推動(dòng)下得到了進(jìn)步，并衍生出很多車輛生產(chǎn)制造技術(shù)，大幅度提高了城市軌道交通車輛的運(yùn)行效率及安全性，而車輛電氣系統(tǒng)作為促使車輛運(yùn)行的必要前提和基礎(chǔ)，在該形勢下也得到了系統(tǒng)的完善，這非常有利于城市軌道交通領(lǐng)域健康可持續(xù)發(fā)展。所以城市軌道交通車輛電氣系統(tǒng)不僅引來了相關(guān)工作人員的重視，還引來了社會(huì)各方人士的關(guān)注，使越來越多的研究者及學(xué)者將車輛研究重點(diǎn)集中到車輛電氣系統(tǒng)，以不斷完善和優(yōu)化車輛電氣系統(tǒng)，促進(jìn)城市軌道交通領(lǐng)域發(fā)展和提高車輛運(yùn)行效率及安全性。對此，本文根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，對城市軌道交通車輛電氣系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)分析。

1城市軌道交通車輛電氣系統(tǒng)的重要性

首先，是城市軌道交通車輛先進(jìn)技術(shù)，能夠滿足城市軌道交通車輛運(yùn)行的各種需求，并有效保證司乘人員在旅途中的人身安全及舒適性，例如當(dāng)下很多車輛的電氣控制系統(tǒng)已經(jīng)在PLC控制的基礎(chǔ)上完善了相應(yīng)的信息化及智能化功能，能夠自動(dòng)預(yù)測和規(guī)避風(fēng)險(xiǎn);其次，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保。例如電氣控制設(shè)備的照明、壓力保護(hù)設(shè)施、電開水爐和空調(diào)機(jī)組等都使用了節(jié)能材料，符合我國社會(huì)節(jié)能環(huán)保發(fā)展實(shí)際需要;最后，運(yùn)行效率更高。我國很多城市軌道交通車輛都使用了機(jī)車直供電系統(tǒng)及技術(shù)，既節(jié)能又安全，還提升了車輛運(yùn)行速度及舒適性[1]。

2城市軌道交通車輛電氣系統(tǒng)的組成

包括車輛牽引系統(tǒng)、車輛制動(dòng)控制系統(tǒng)、車輛輔助供電系統(tǒng)、車輛車門控制系統(tǒng)和車輛牽引傳動(dòng)系統(tǒng)，其中車輛牽引系統(tǒng)、車輛制動(dòng)控制可以整合成制動(dòng)復(fù)合控制系統(tǒng)。具體如下：

2.1車輛牽引與制動(dòng)控制系統(tǒng)

牽引與制動(dòng)控制系統(tǒng)是相互影響和相輔相成的，即兩者一直都是共同運(yùn)行和操作的，是車輛電氣系統(tǒng)重要組成部分，也是最為核心的道車輛控制技術(shù)之一，具有很強(qiáng)的復(fù)合性、時(shí)效性。兩者結(jié)合形成牽引制動(dòng)復(fù)合控制系統(tǒng)，不僅具有摩擦制動(dòng)功能，還具有空氣制動(dòng)功能、電制動(dòng)功能等，車輛的運(yùn)行安全及效率直接受到牽引制動(dòng)能力的影響，牽引制動(dòng)能力越強(qiáng)則安全性及效率越高。實(shí)際的城市軌道交通車輛運(yùn)行過程中會(huì)因?yàn)椴煌军c(diǎn)的間距短而出現(xiàn)停車頻繁等現(xiàn)象，為提高運(yùn)行速度及效率可適當(dāng)縮短軌道車輛行駛時(shí)間，也可以利用軌道車輛和制動(dòng)減速度控制技術(shù)來提高運(yùn)行效率，即直接向電氣系統(tǒng)下達(dá)減速度指令，以加強(qiáng)制動(dòng)力[2]。此外，城市軌道交通車輛每運(yùn)動(dòng)到站臺(tái)時(shí)都需要在固定的位置停車，以保證司乘人員安全上下車，此時(shí)也需要ATO系統(tǒng)或者司機(jī)下達(dá)車輛電氣系統(tǒng)減速度指令，以通過減速度命令來確定位置。

2.2車輛輔助供電系統(tǒng)

輔助供電系統(tǒng)除了能夠牽引系統(tǒng)主電路和為各裝置供電以外，還能夠控制照明電源、牽引和制動(dòng)控制電源裝置、控制空調(diào)通風(fēng)裝置電源、控制通信信號裝置電源等，等都要通過輔助供電系統(tǒng)來工作。輔助供電系統(tǒng)又包括直流供電、三相交流供電兩大系統(tǒng)組成，其中直流供電系統(tǒng)在構(gòu)成過程中會(huì)應(yīng)用到充電機(jī)、整流裝置和蓄電池等，其供電原理在于利用充電機(jī)和蓄電池進(jìn)行供電;三相交流供電系統(tǒng)的構(gòu)成不僅應(yīng)用到常見的電熱器和協(xié)助性變流器，還應(yīng)用到了各種三相輔助設(shè)備、電機(jī)及負(fù)載設(shè)備等，其供電原理在于通過輔助變流器供電。輔助供電系統(tǒng)因?yàn)榫哂泻軓?qiáng)的安全性及可靠性，所以能夠滿足各種供電需求，保證和提高城市軌道交通車輛的運(yùn)行效率及安全性[3]。

2.3車輛車門控制系統(tǒng)

簡單來說就是對車門進(jìn)行控制的一種車輛控制技術(shù)，包括對各車門開和關(guān)的控制。車輛車門控制系統(tǒng)中不僅含有各種控制電路，還含有執(zhí)行機(jī)構(gòu)、不同機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制開關(guān)，其控制原理在于由各個(gè)控制模塊信號采集電路，并將信息與都相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，然后向控制對象下達(dá)命令，實(shí)現(xiàn)車輛車門的智能化開關(guān)[4]。因?yàn)檐囕v車門控制系統(tǒng)屬于車輛電氣系統(tǒng)子系統(tǒng)，所以會(huì)受到車輛中央控制系統(tǒng)的牽制，很多命令都是先由中央控制系統(tǒng)下達(dá)，然后再由車輛車門控制系統(tǒng)下達(dá)到每個(gè)車門，實(shí)現(xiàn)對車門開和關(guān)的有效控制。

2.4車輛牽引傳動(dòng)系統(tǒng)

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，很多城市對軌道交通車輛的牽引傳動(dòng)系統(tǒng)要求都非常高，不僅要求具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性，還要求具有很強(qiáng)的安全性、可靠性及運(yùn)輸能力，所以很多城市軌道交通車輛的牽引傳動(dòng)系統(tǒng)都會(huì)以固定的編組模式編制命令，以保證在兩站間距離短、?？空緮?shù)量多、兩站間運(yùn)營時(shí)間少等情況下能夠通過下達(dá)命令來執(zhí)行牽引傳動(dòng)功能，從而保證和提高車輛運(yùn)行效率[5]。車輛技術(shù)水平的高低可通過牽引傳動(dòng)系統(tǒng)來判斷，這說明牽引傳動(dòng)系統(tǒng)是一種車輛技術(shù)標(biāo)志，所以很多車輛技術(shù)研發(fā)企業(yè)都非常重視牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及選擇，這直接關(guān)系到各相關(guān)企業(yè)的利益及市場與競爭。

結(jié)語

總之，城市軌道交通領(lǐng)域已經(jīng)得到了高速發(fā)展，相應(yīng)的車輛技術(shù)也得到了創(chuàng)新和優(yōu)化，使得城市軌道交通車輛的電氣系統(tǒng)逐漸優(yōu)化和完善，電氣系統(tǒng)中的牽引系統(tǒng)、車輛制動(dòng)控制系統(tǒng)、車輛輔助供電系統(tǒng)、車輛車門控制系統(tǒng)和車輛牽引傳動(dòng)系統(tǒng)功能都得到了強(qiáng)化，這不僅提升了車輛運(yùn)行效率及安全性，還實(shí)現(xiàn)了車輛信息化及智能化控制，為人們的生產(chǎn)生活等提供了方便。因此，上文先簡單分析了城市軌道交通車輛電氣系統(tǒng)的重要性，然后分析了城市軌道交通車輛電氣系統(tǒng)的組成，包括牽引、制動(dòng)控制、輔助供電、車門控制和牽引傳動(dòng)等系統(tǒng)，均對車輛的安全運(yùn)行及高效運(yùn)行起到不可代替的影響作用。

參考文獻(xiàn)

[1]孫曉琨.城市軌道交通車輛電氣系統(tǒng)的研究[J].科技風(fēng)，2021，（2）：7-8.

[2]李哲.城市軌道交通車輛電氣系統(tǒng)接地分析[J].商品與質(zhì)量，2021，（2）：294.

[3]陳亞民.城市軌道交通車輛電氣配線系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[J].農(nóng)家科技（下旬刊），2020，（6）：185.

[4]劉志森.城市軌道交通中車輛電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用[J].百科論壇電子雜志，2020，（12）：1131.

[5]陽東，張立強(qiáng).城市軌道交通車輛電氣電路控制與檢查系統(tǒng)技術(shù)分析[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2019，37（4）：54-55.

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