軌道交通車輛電氣技術(shù)分析

徐銳

◆摘? 要：隨著時代的不斷發(fā)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(shù)相結(jié)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(shù)以及其牽引技術(shù)，以期更好地掌握軌道交通車輛平穩(wěn)運行的技術(shù)。

◆關(guān)鍵詞：軌道交通車輛;電氣技術(shù)

軌道交通的優(yōu)勢良多，在環(huán)保、便捷、安全上相較于其他出行方式具有一定的優(yōu)勢，也正是軌道交通的快速發(fā)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(shù)作為核心技術(shù)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(tǒng)正常運營的基礎(chǔ)。

一、軌道交通車輛電氣技術(shù)發(fā)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(fā)展，軌道交通行業(yè)也快速地發(fā)展。就軌道交通車輛調(diào)速上而言，就經(jīng)過了三個不同的時期，分別是直流變阻調(diào)速，直流斬波調(diào)壓調(diào)速和交流變頻變壓調(diào)速。尤其是在近幾十年地時間內(nèi)，城市軌道交通行業(yè)更是快速發(fā)展，首先是電子設(shè)備的不斷更新迭代，其次是科技技術(shù)的不斷發(fā)展，使得電氣技術(shù)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(diào)速方式，并提升調(diào)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(jiān)控。經(jīng)過眾多年的發(fā)展，90年代，高壓大電流IGBT的研制，以及微機的利用，實現(xiàn)了軌道交通的大發(fā)展，并成為其電氣系統(tǒng)的主要方式。

二、軌道交通車輛電氣技術(shù)分析

（一）控制系統(tǒng)分析

電氣技術(shù)由數(shù)字控制轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C控制，不僅增強了對軌道到車輛運行方式的監(jiān)督，同業(yè)也可以有效的控制在軌運行車輛的運營時間，相較于數(shù)字控制系統(tǒng)，計算機控制系統(tǒng)具備更加齊全的功能。首先便是對軌道交通車輛運營系統(tǒng)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(guān)的信息數(shù)據(jù);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(shù)中，需要多重危機來實現(xiàn)高水平的自動控制。因此，在電氣技術(shù)中，控制系統(tǒng)能夠根據(jù)信號處理器的指示，以及信號輸入，輸出等流程，實現(xiàn)車輛的牽引控制。

由此可見，計算機系統(tǒng)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(tǒng)形成網(wǎng)絡(luò)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(chǔ)。

（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(shù)中的主要元件，因此，在此基礎(chǔ)上不難發(fā)現(xiàn)對于受電器的質(zhì)量要求，只有高質(zhì)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(shù)的完善程度與受電器的質(zhì)量成正比，最后，電氣技術(shù)的受力與受電器存在的密切的關(guān)聯(lián)，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(shù)系統(tǒng)，就目前而言還有較大的發(fā)展空間。在當前的軌道交通車輛電氣技術(shù)中斷路器的發(fā)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(nèi)調(diào)節(jié)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(xiàn)的電流阻斷上升情況，這不僅是電氣技術(shù)中至關(guān)重要的元件，同樣是確保軌道交通車輛安全運營的基礎(chǔ)。

3.接口電器

接口電器的主要作用是鏈接電氣系統(tǒng)和軌道車輛系統(tǒng)的核心元件，是電氣技術(shù)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(xiàn)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(zhì)量，以免影響電氣牽引的性質(zhì)。

（三）交流傳動控制技術(shù)分析

該技術(shù)主要包括逆變器暨異步電機控制技術(shù)、參數(shù)辨識、硬件軟件設(shè)計、故障診斷等眾多技術(shù)。有效控制了軌道車輛的非線性時變、強耦合、運行狀態(tài)復雜等眾多難題。并實現(xiàn)異步牽引控制的實用化，是軌道交通穩(wěn)定運行、快速響應、動力充分發(fā)揮的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

傳動控制單元，即DCU。其裝有32位雙DSP處理芯片，以及SVPWM技術(shù)、直接轉(zhuǎn)矩控制策略等，繼而形成了模塊化的產(chǎn)品，為軌道交通現(xiàn)代化控制、高效運行等提供了技術(shù)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(shù)分析

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

1.軌道交通車輛的網(wǎng)絡(luò)通信控制與診斷;

2.軌道交通車輛的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)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(diào)式控制與診斷;

8.軌道交通車輛運營時的狀態(tài)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(chǔ)，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(jiān)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(xiàn)故障的可能性，將可能存在的故障在第一時間內(nèi)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(xiàn)整體化的控制。

三、結(jié)語

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

參考文獻

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