動(dòng)車組牽引控制系統(tǒng)淺析

宮旭穎 宋吉卿

摘要：隨著我國(guó)高速軌道行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)于車輛運(yùn)行狀態(tài)的研究一直在深入。列車牽引系統(tǒng)作為動(dòng)車組列車最為重要的系統(tǒng)之一，系統(tǒng)的可靠性直接決定了車輛運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。本文通過對(duì)目前動(dòng)車組列車牽引系統(tǒng)的現(xiàn)狀進(jìn)行討論，分析列車牽引系統(tǒng)的可靠性。

關(guān)鍵詞：動(dòng)車組;牽引系統(tǒng);可靠性

1.研究背景

隨著我國(guó)“八縱八橫”戰(zhàn)略的提出，我國(guó)高速軌道行業(yè)將迎來新一輪的邁進(jìn)式發(fā)展。尤其是近幾年高速動(dòng)車組列車速度等級(jí)不斷提升，載重量也越來越大，對(duì)于列車運(yùn)行質(zhì)量提出了更高的要求。牽引控制系統(tǒng)作為動(dòng)車組列車十大關(guān)鍵技術(shù)之一，系統(tǒng)的可靠性一直是研究的重難點(diǎn)。結(jié)合當(dāng)下先進(jìn)的控制理論及方法，深入研究動(dòng)車組牽引控制系統(tǒng)，將牽引系統(tǒng)可靠性有效的提升是整體保證動(dòng)車組列車安全穩(wěn)定運(yùn)行的一大突破點(diǎn)。本文通過對(duì)當(dāng)下動(dòng)車組列車牽引控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀進(jìn)行討論，分析列車牽引系統(tǒng)的可靠性。

2.牽引控制系統(tǒng)

牽引控制系統(tǒng)被稱為動(dòng)車組列車十大關(guān)鍵技術(shù)之一，其作為動(dòng)車組列車動(dòng)力的輸出單位，也是與高壓弓網(wǎng)協(xié)同工作的重要部分，對(duì)于車輛的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有十分重要的作用。動(dòng)車組列車的牽引系統(tǒng)一般采用“交-直-交”的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，牽引系統(tǒng)輸入的交流電源與輸出的交流電源之間相互獨(dú)立，整個(gè)過程可以分為交-直流變換和直-交流變換兩個(gè)部分?！敖?直”的轉(zhuǎn)換過程被稱為整流過程，利用網(wǎng)側(cè)單相三電平脈沖整流器將變壓器二次側(cè)輸出的單相交流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電;“直-交”過程被稱為逆變過程，通過三電平逆變器將平直的直流電轉(zhuǎn)換為頻率、電壓均可調(diào)的三相交流電。某動(dòng)車組列車牽引系統(tǒng)主電路結(jié)構(gòu)原理圖如圖1所示。

整個(gè)牽引系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了電能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，最后由牽引電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速跟扭矩為車輛前進(jìn)提供牽引力。除此之外，動(dòng)車組列車都帶有再生制動(dòng)的功能，當(dāng)列車制動(dòng)時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)變成發(fā)電機(jī)將制動(dòng)能量收集，整個(gè)牽引系統(tǒng)能量流動(dòng)如圖2所示。

3.牽引系統(tǒng)可靠性分析

牽引系統(tǒng)采用“交-直-交”牽引傳動(dòng)系統(tǒng)，其中包括受電弓、牽引變壓器、網(wǎng)側(cè)三電平變流器、中間環(huán)節(jié)、三電平逆變器、牽引電動(dòng)機(jī)和齒輪傳動(dòng)等部件共同組成，整理牽引系統(tǒng)工作模塊，得到工作可靠性框圖如圖3所示。根據(jù)框圖分析，動(dòng)車組列車牽引系統(tǒng)可靠性具有抗風(fēng)險(xiǎn)的能力，當(dāng)任何一路出現(xiàn)問題，其他線路依舊能夠維持基本的連通狀態(tài)，持續(xù)為車輛提供牽引力。若要有效的提高車輛的牽引可靠性，可以從增加備用線路的方向考慮。

4.總結(jié)

隨著我國(guó)高速動(dòng)車組列車運(yùn)行速度的不斷升級(jí)，列車牽引系統(tǒng)越來越受到人們的關(guān)注。列車牽引系統(tǒng)是車輛從弓網(wǎng)獲取電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的主要系統(tǒng)，為車輛運(yùn)行提供了必要的牽引力。本文通過對(duì)列車牽引控制系統(tǒng)的討論，闡述了列車牽引系統(tǒng)的組織構(gòu)成及能量流動(dòng)情況，分析了列車牽引系統(tǒng)的可靠性狀態(tài)。

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