探究地鐵車輛電氣牽引系統(tǒng)的電氣控制

丁振宇

摘 要：在地鐵車輛運(yùn)行過(guò)程中，電氣牽引系統(tǒng)是其中不可或缺的重要組成部分，其能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)車輛的牽引與制動(dòng)，對(duì)車輛行車安全起到一定保障作用，因此，在車輛日常檢修過(guò)程中應(yīng)對(duì)此加以重視，并需要相關(guān)工作人員具備熟練掌握牽引控制與制動(dòng)控制的能力。本文結(jié)合此話題對(duì)地鐵車輛電氣牽引系統(tǒng)的電氣控制進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：地鐵車輛;電氣牽引系統(tǒng);電氣控制

地鐵運(yùn)行過(guò)程中電力牽引系統(tǒng)是由多個(gè)電氣設(shè)備與電路銜接起來(lái)的，以此能夠產(chǎn)生強(qiáng)大的牽引力，有助于保障地鐵車輛運(yùn)行安全。在此過(guò)程中，電氣控制能夠決定牽引力的大小，因此，應(yīng)確保電氣控制的合理性尤為重要，能夠提供充足的牽引力，保證地鐵平穩(wěn)的運(yùn)行。此外，電氣控制還具有其他作用，能夠的實(shí)現(xiàn)地鐵車輛得到制動(dòng)，由此可見(jiàn)，電氣控制牽引系統(tǒng)在地鐵車輛的運(yùn)行中非常關(guān)鍵。

1 地鐵電氣牽引的內(nèi)容

在地鐵車輛電動(dòng)牽引系統(tǒng)的配置中，需要安裝兩個(gè)受電弓在地鐵車輛中來(lái)以防萬(wàn)一，如果其中一個(gè)發(fā)生故障，另一個(gè)可以發(fā)揮作用為地鐵車輛供電，能夠保障組件與設(shè)備繼續(xù)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，以此能夠成為逆變器與輔助逆變器。將專用的牽引逆變器安裝在地鐵電力牽引系統(tǒng)中的輸入端，能夠保證輸入電壓穩(wěn)定的運(yùn)行，還能夠起到緩沖能量的作用?；蛘甙惭b輔助牽引逆變器也能具有此作用。另外，為了保證與電容器結(jié)合使用時(shí)電壓的穩(wěn)定，應(yīng)在地鐵車輛牽引系統(tǒng)配備特殊的濾波電抗器，以此有助于逆變器運(yùn)行穩(wěn)定，保證地鐵車輛安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

輔助設(shè)備是牽引系統(tǒng)制度設(shè)備中必不可少的一部分，其具有許多作用，不僅能夠停止車輛運(yùn)行，還能夠減速車輛，保證地鐵運(yùn)行的安全，并在駕駛過(guò)程中為車輛提供所需的制動(dòng)效果，有助于的車輛在指定時(shí)間與距離內(nèi)能夠減速或停車?，F(xiàn)階段，我國(guó)科技水平取得較大的進(jìn)步，以往機(jī)械制動(dòng)器也隨著時(shí)代的發(fā)展而淘汰，無(wú)法滿足當(dāng)前電動(dòng)制動(dòng)的要求，因此，應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)及時(shí)能夠保證制動(dòng)系統(tǒng)的先進(jìn)性，降低事故發(fā)生的可能性，還能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，再根據(jù)地鐵車輛實(shí)際運(yùn)行的情況，做出響應(yīng)。

牽引系統(tǒng)具有許多作用，尤其是能夠牽引控制單元，并根據(jù)相關(guān)指令實(shí)現(xiàn)對(duì)列車的制動(dòng)控制，從而能夠控制主回路開(kāi)關(guān)，還能夠?qū)恳孀兤鞯膯⑼＿M(jìn)行控制，在一定程度上有助于的駕駛員對(duì)牽引力控制單元更好地控制，確定地鐵的行駛方向，掌握剎車與其他信號(hào)，再結(jié)合地鐵運(yùn)行條件與實(shí)施模式，以此做好控制措施。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)控制命令與信號(hào)，牽引力控制單元在電路中執(zhí)行相應(yīng)的邏輯控制[2]。

2 地鐵車輛電氣牽引系統(tǒng)運(yùn)行安全保障

地鐵車輛電氣牽引系統(tǒng)構(gòu)成部分及其復(fù)雜，其中包括多種設(shè)備與各項(xiàng)電路系統(tǒng)，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)保障設(shè)備處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，以此能夠保障牽引系統(tǒng)穩(wěn)定的運(yùn)行。制動(dòng)設(shè)備是眾多設(shè)備類型中一項(xiàng)重要組成部分，其在地鐵車輛安全運(yùn)行中具有保障作用。在城市地鐵車輛中，通常采用電制動(dòng)形式，具體包括再生制動(dòng)與電阻制動(dòng)，除此之外，還有一種輔助的機(jī)械制動(dòng)方式，有助于地鐵車輛及時(shí)、精準(zhǔn)的制動(dòng)，以此能夠的有效控制車輛的運(yùn)行速度，并高效調(diào)節(jié)車輛制動(dòng)力，能夠在其安全停車方面起到一定作用，如果發(fā)生緊急情況，也能及時(shí)制動(dòng)，避免發(fā)生安全事故。

3 地鐵車輛電氣牽引系統(tǒng)的電氣控制

（1）交流傳動(dòng)控制。牽引變流技術(shù)是地鐵車輛電氣牽引技術(shù)中的核心技術(shù)，其主要是大功率的半導(dǎo)體器件為基礎(chǔ)，除此之外，地鐵車輛電氣牽引系統(tǒng)還應(yīng)用許多技術(shù)，例如，變流技術(shù)、疊壓低感目排技術(shù)、光纖傳輸?shù)榷加兄匾饔?。合理的運(yùn)用此技術(shù)，有助于地鐵完全完成牽引任務(wù)，還能夠變換直流能量，牽引交流技術(shù)是以水為冷卻的媒介，再通過(guò)散熱管等技術(shù)，不僅能夠簡(jiǎn)化電氣牽引系統(tǒng)的線路，還能提高系統(tǒng)負(fù)荷能力，確保地鐵車輛的牽引制動(dòng)。變流技術(shù)是以逆變器為基礎(chǔ)的集合技術(shù)，是異步電機(jī)控制技術(shù)、粘著控制技術(shù)、參數(shù)識(shí)別、系統(tǒng)故障診斷等技術(shù)的結(jié)合，從而有效控制電流相互影響，在地鐵安全運(yùn)行方面起到一定保障作用。在地鐵線路運(yùn)行的過(guò)程中，線路運(yùn)行復(fù)雜的問(wèn)題時(shí)常存在，此時(shí)需要運(yùn)用交流傳動(dòng)技術(shù)，才能有效解決此問(wèn)題。并且，此技術(shù)的廣泛應(yīng)用使得異步牽引電機(jī)控制理論得到論證，地鐵運(yùn)行的安全性與控制方面尤為重要，因此，應(yīng)用交流傳動(dòng)技術(shù)能夠達(dá)到安全運(yùn)行的需求，還能滿足控制方面的需求。

（2）牽引控制。牽引逆變器在車輛運(yùn)行過(guò)程中起到重要作用，其在收到司機(jī)控制器或制動(dòng)裝置的牽引指令后，結(jié)合制動(dòng)裝置，能夠接收其他信號(hào)，整個(gè)過(guò)程完成對(duì)車輛的牽引控制。通常系統(tǒng)無(wú)法限制車輛的速度，因此，車輛超出界限后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將牽引力降0，并進(jìn)行封鎖，待車輛恢復(fù)正常范圍值內(nèi)，將自動(dòng)解除封鎖。另外，車輛在沒(méi)有ATP的情況下，限速功能也能夠正常工作，在遇到坡道時(shí)，車輛的高加速功能會(huì)被啟動(dòng)，因此在遇到坡道時(shí)，應(yīng)尤為注意，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)提供與坡道相應(yīng)的速度，從而確保車輛正常穩(wěn)定的運(yùn)行。

（3）電制動(dòng)控制。地鐵車輛在制動(dòng)時(shí)，需要依靠機(jī)械制動(dòng)、電制動(dòng)兩種方式，其中電制動(dòng)還包括兩種形式，在應(yīng)用過(guò)程中，需要結(jié)合實(shí)際情況，然后再選擇，一般情況下，會(huì)按照再生制動(dòng)、電阻制動(dòng)、機(jī)械制動(dòng)的順序而進(jìn)行，但有例外，將再生制度、電阻制動(dòng)、電制動(dòng)、機(jī)械制動(dòng)等混合使用，以此能夠?qū)囕v混合制動(dòng)控制，才能提升制動(dòng)效果，并還能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)約資源的目的。

（4）矢量控制。在地鐵牽引系統(tǒng)控制中，矢量控制是其中最為主要的控制方式，能夠提升地鐵運(yùn)行速度，還具有非常精確的特性，還能夠防止出現(xiàn)撞擊事故，以此達(dá)到制動(dòng)效果。通常駕駛員在混合制動(dòng)條件下，在空轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行緊急操作，恢復(fù)地鐵軌道之間的附著力，能夠降低設(shè)備損壞的可能性，因此應(yīng)有效應(yīng)用矢量控制，能夠使地鐵車輛電力牽引系統(tǒng)更加完善，有助于車輛運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性[3]。

此外，還有一種直線電機(jī)，但是在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少。與普通旋轉(zhuǎn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的工作原理相同，是一種新型電機(jī)結(jié)構(gòu)。當(dāng)交流電流流動(dòng)時(shí)，主導(dǎo)軌與輔助導(dǎo)軌之間磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生相互作用，其產(chǎn)生推力，以此讓車輛得到驅(qū)動(dòng)與制動(dòng)力，能夠加速還能夠減速，還能夠防止打滑。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，地鐵車輛穩(wěn)定運(yùn)行與電力牽引運(yùn)行情況息息相關(guān)，在實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，電力牽引系統(tǒng)起著非常重要作用，可通過(guò)電氣控制完成對(duì)地鐵車輛的牽引與制動(dòng)，并能夠保障地鐵運(yùn)行安全，促進(jìn)地鐵行業(yè)的長(zhǎng)久發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]許偉.地鐵車輛電氣牽引系統(tǒng)的電氣控制探討[J].科技資訊[J].2012（35）：48.

[2]原永峰，范文龍.地鐵車輛電氣牽引系統(tǒng)的電氣控制探討[J].環(huán)球市場(chǎng)，2017（3）：90-91.

[3]汪明.論地鐵車輛電氣牽引系統(tǒng)的電氣控制[J].工程技術(shù)（文摘版），2016（6）：164.