現代軌道交通車輛電氣牽引技術探討

張麗晶

（北京城建設計發展集團股份有限公司沈陽分公司，遼寧 沈陽 110042）

現代軌道交通運輸工作中，電氣牽引技術是其中一個非常重要的技術環節，在軌道交通電氣牽引系統中扮演著非常重要的角色，不但如此，電器牽引技術還存在另外一項重要的功能，可以為軌道交通提供出更加合適的功力。電氣牽引技術自身具有較強的可控制性，在實際的工作過程中，可以有效轉化為車輛的穩定制動，為車輛提供了較高的安全性和可控性，以實現軌道車輛在運行過程中穩定的制動和減速，防止車輛出現不良的意外事故問題，同時保障乘客的人身安全。

一、軌道交通車輛的電氣牽引技術

（一）電氣牽引技術控制系統分析

軌道交通車輛中的電氣牽引技術是非常重要的，在電氣牽引技術的輔劣下可以實現數字控制到計算機控制的轉變。在計算機控制系統的幫劣下，可以對軌道交通車輛的運行方式迚行監控，因此，該控制方式帶有較強的信息化特征。計算機控制系統的優勢較多，其中較為顯著的優勢就是可以實現自我檢查和自我控制。計算機控制系統尤其是在交流傳感式軌道交通車輛中得到了更加廣泛的應用。現代軌道交通車輛中在使用電氣牽引技術時，離不開多重微機，高水平自動化控制的實現離不開多重微機的輔劣。計算機控制系統是電氣牽引技術中非常重要的部分，可主動控制牽引信號的辒入和辒出，在信號處理器的輔劣下，實時控制車輛牽引。計算機控制系統起到的作用是非常巨大的，對整個電氣牽引技術來說，主要起到整體性作用，在計算機控制系統的輔劣下可以為電氣牽引系統提供完整性的配置。其中計算機控制系統中非常重要的部分就是相應軟件，在具體軟件的支持下，可開展多項任務，如驅動任務、通信任務等。計算機控制系統可以實現對全部軌道交通車輛控制的前提就是依靠管控電氣牽引技術中的諸多模塊，不同模塊相互組合形成了集成化的控制系統。

（二）主要元件

1.受電器

電氣牽引技術中的主要元件就是受電器，現代軌道交通如果要正常運行，那就需要按照規定達到第三穩定滑動的要求，就必須保證受電器能夠在電氣牽引中充分地發揮出自己的作用來，對自身的性能要求是非常苛刻的。對于受電器的壓力也要有充分的保障，不能過大也不能過小，必須適度，只有壓力保持平穩，才能在不斷加速的過程中使得電氣牽引的受力平衡，處于安全的范圍內。由于電氣牽引技術的受力與受電器有著密不可分的關系，因此若想使得受電器的強度跟性能能夠正常運作，那么就必須要保證所受到的牽引力是平衡的。

2.接口電器

在電氣牽引技術中，作為主要元件之一的接口電器，要符合需要，對電氣牽引技術的應用實行全面控制。達不到適宜范圍內的匹配度是軌道交通車輛電氣牽引技術中容易出現的問題之一，嚴重影響了軌道交通車輛的運行安全，因此，需要依據電氣牽引技術和軌道交通車輛的匹配關系來選擇接口電器，保證接口電器的匹配度在適宜范圍之內。

3.受電器

在車輛電氣牽引技術中，受電器是主要的元件。從目前實際情況來看，現代軌道電車對于其性能有著非常高的要求。在車輛電氣牽引技術應用的過程中，受電器必須要將自身的性能優勢充分發揮出來，為第三軌的滑動提供一個穩定的環境。同時，在軌道車輛逐漸增速的過程中，受電器要保證適度的壓力，只有這樣才能讓電氣牽引的受力處在一個安全的范圍之中，防止磨損值過大。受電器在一定程度上決定了車輛電氣牽引技術的受力情況，對于牽引受力的平衡也有著密切的聯系。只有牽引受力達到平衡，受電器的性能和強度才能得到保證。從目前情況來看，我國已經在積極地引進帶有自主調節性能的受電器，與車輛電氣牽引技術進行穩定配合，從而降低受電器給車輛電氣牽引技術所造成的壓力。

（三）電力牽引技術的優點

電力牽引技術的發展使得我國的交通運輸有了整體性的進步，它有著很多優點：（1）電力牽引為非自給式牽引動力。這類車輛不是通過燃料來給車輛提供動力，而是通過牽引力來使得車輛獲得前進的動力。車輛的總功率大，自身質量小等特點都使得車輛具有啟動快、加速快等優勢，能夠滿足鐵路和城市現代軌道交通的各種要求，給人們的生活帶來了很大的便捷性，有了軌道交通之后，人們出現的時間消耗將大大減少。（2）電力牽引可有效降低運營成本。（3）電力牽引車輛噪音小，污染小。通過電力牽引的車輛不會像現在汽車那樣造成尾氣污染，而且運行的噪音減小很多，有利于社會和諧及人們的身體健康，同時也為城市增添了一道別樣的風景線。（4）電力牽引技術的發展離不開各個組成環節的相互協調，共同作用，但各個組成環節又都是獨立的電氣系統，通過這些相互獨立的系統共同作用而組成一個整體。電力牽引技術在走向自動化和信息化的道路上一直前進著，為交通運輸這一行業的發展做出了貢獻。

二、現代軌道交通電氣牽引系統

牽引系統作為現代軌道交通電氣牽引技術發展的根本，兩者需要在一定程度上的互相配合，才能獲得快速發展。根據電氣牽引技術的要求，軌道交通車輛在電氣牽引系統方面做出了一定的規范。（1）規范了電氣牽引技術的恒定牽引力，控制在一個固定的變化范圍之中，以保持電氣牽引技術的穩定性。（2）設定了牽引的系列條件，為使軌道交通不同的狀況下都能夠達到額定速度，于是依據車輛的荷載自動調節對電氣系統的牽引力做出了規范性的調節。（3）實行電制動特性，為了使得軌道交通的運行能夠保持平衡，制定相應的電制動力來保障其穩定速度。由此可見，電氣牽引技術與軌道交通電氣牽引系統的配合是非常密切的。隨著現代軌道交通車輛的發展，越來越需要通過電氣牽引技術與電氣牽引系統這兩者的高度來促進電氣牽引技術的飛速發展。

三、現代軌道交通牽引中的電氣控制

在現代軌道交通工程的發展過程中，每一個環節之間的銜接程度非常重要，電氣控制技術的有效應用是保證每個環節之間密切配合的重要保障。在電氣牽引技術中，牽引逆變器作為該系統中非常重要的工作環節，在實際的工作過程中主要是通過IGBT 的順序導通，將系統中的制度電壓有效轉化為可調頻率，然后將可調節幅值的三項交流電直接傳輸到牽引系統中來加以使用。IGBT 作為牽引逆變器系統中非常重要的構成原件，隨著科技技術的不斷發展，牽引逆變器的系統容量以及工作性能都得到明顯提升，同時也直接推動著車輛逆變器的系統的快速革新和發展。然而，要保證軌道交通車輛運行系統正常穩定工作，必須提高對電動機的合理控制。通過電動機內部的傳動控制單元來制定出相應的系統控制方法，使用異步電機系統直接對車輛運行系統進行有效的控制，同時配合交流傳動模塊化設計軟件，對逆變器中的交流異步電機進行實時性控制，有效保證電機運行工作的安全性和穩定性，同時還可以有效避免電機在運行工作中出現不良的故障問題。通過該系統的有效應用，具有以下方面優勢：在應用過程中可以節省大量能源，同時對外部環境的污染性較小，轉距直接控制牽引系統在車輛的運行過程中具有良好的動態響應速率，在工作過程中可以實現數字化、信息化以及網絡化的控制功能。電氣牽引技術的有效應用離不開系統各個環節的協同工作和運行，但是其中每一個工程環節彼此之間又是相互獨立的，在電力牽引技術的研發過程中，必須不斷朝著自動化和信息化控制的方向上發展，為我國交通運輸產業邁上更高層次打下堅實的基礎。

結語

總之，電氣牽引技術是我國交通運輸行業獲得飛速發展的基礎，若要有更好的發展前景，就需要在這方面做出更多的努力。加強自身的綜合能力，通過不斷的學習、消化、吸收，創造屬于自己的技術并積極運用實際中去，這樣才能促進軌道交通的發展。