地鐵車輛電氣牽引系統(tǒng)的電氣控制

陳振

摘要：在我國地鐵車輛牽引控制系統(tǒng)中，電氣化的牽引系統(tǒng)一直是整個地鐵車輛控制系統(tǒng)的重要核心，能夠有效保證車輛的安全，實現(xiàn)地鐵車輛的遠(yuǎn)程牽引和高速制動。在保證地鐵車輛的正常運行過程中，電動列車牽引控制系統(tǒng)更是起著重要的保護(hù)作用，對防止地鐵列車的電動故障發(fā)生起著自動控制和故障診斷的重要作用。

關(guān)鍵詞：地鐵;電氣牽引;控制

引言：

地鐵車輛的電氣控制牽引系統(tǒng)的基本構(gòu)造非常復(fù)雜，特別是與其對應(yīng)的電氣控制系統(tǒng)控制機(jī)車電氣設(shè)備和機(jī)車零部件的復(fù)雜構(gòu)造，為保證地鐵車輛的穩(wěn)定高速運行提供強(qiáng)大動力。只要能夠保證電氣系統(tǒng)的有效穩(wěn)定運行，就一定可以有效保證地鐵車輛的穩(wěn)定安全運行。這里主要介紹地鐵車輛的基本動力運行狀況和電動列車牽引系統(tǒng)的基本構(gòu)成性能特征。

一、地鐵車輛的牽引系統(tǒng)

地鐵的動態(tài)變化可以分為三個主要階段。如圖一為地鐵的牽引系統(tǒng)。第一階段是地鐵車輛的初期加速啟動，車輛內(nèi)部整體結(jié)構(gòu)處于初期加速啟動狀態(tài)。第二階段主要目標(biāo)是保證地鐵沿線車輛的穩(wěn)定均速運行，車輛基本處于均速穩(wěn)定運動狀態(tài)。第三階段，在地鐵車輛的急減速動作停止，車輛的輪胎車輪等零部件可能會再次受到嚴(yán)重?fù)p傷。特別重要的是這第一步的階段和第三步的階段[1]。

二、地鐵車輛的電氣牽引系統(tǒng)的特征

地鐵車輛的安全制動保護(hù)裝置安全可以有效保證地鐵車輛的安全穩(wěn)定運行。目前，中國軌道交通行業(yè)正在使用的電動混合制動輔助裝置主要部分是采用電控和混合制動模式。

地鐵線路車輛車體電氣牽引系統(tǒng)的基本構(gòu)造主要由電動受電弓、牽引式發(fā)電機(jī)、高壓罐、牽引器和逆變器、制動器和電阻、避雷器等部分構(gòu)成。高壓罐由主材料分離器和開關(guān)元件構(gòu)成。對應(yīng)的高速充電設(shè)備和高速高壓斷路器，車廂里主要由兩個大型受控集電弓連接構(gòu)成。為了有效防止一個輔助驅(qū)動逆變器和一個牽引驅(qū)動逆變器因一個高壓故障而使電弓停止，這些輔助受電弓是電源發(fā)送給一個電源驅(qū)動單元所必必需的一個高壓直流電能，如果一個輔助受電弓發(fā)生高壓故障另一個輔助受電弓還停止可以直接促進(jìn)一個驅(qū)動逆變器和牽引逆變器的正常供電動作。另外，牽引系統(tǒng)也搭載了一臺牽引電源逆變器。提高列車點火源電壓電流輸入的穩(wěn)定性，作為列車能量流的緩沖，地鐵車輛上的牽引系統(tǒng)由各種控制電路和驅(qū)動設(shè)備共同構(gòu)成，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和運行常常需要各種相關(guān)驅(qū)動電路板和設(shè)備的大力支持。在許多剎車設(shè)備中，汽車快速停車和緊急減速與車輛剎車支撐裝置的支撐不可分割，因此車輛剎車用的裝置可以有效率的保證地鐵的安全正常運行。電阻聯(lián)合制動、再生制動、機(jī)械再生制動主要通過機(jī)車的連續(xù)動力壓縮制動來結(jié)合實現(xiàn)，電阻聯(lián)合制動和機(jī)械再生制動主要由鐵路的機(jī)車電磁聯(lián)合制動和高速鐵路的列車電磁制動來結(jié)合實現(xiàn)，地鐵的電磁系統(tǒng)牽引電源能將鐵路動能穩(wěn)定地釋放轉(zhuǎn)化成電能。另外，將不能再生的牽引能源也釋放回鐵路電網(wǎng)，向其他鐵路車輛提供新的牽引能源[2]。

三、地鐵車輛的牽引系統(tǒng)的電氣控制

（一）地鐵車輛牽引系統(tǒng)的交流傳動控制

在所有地鐵牽引車輛的各種牽引傳動技術(shù)中，移動器設(shè)計技術(shù)一直是非常重要的牽引技術(shù)，是所有地鐵牽引車輛所最為需要的牽引技術(shù)，移動器設(shè)計技術(shù)主要是以一種大功率半導(dǎo)體驅(qū)動器件設(shè)計為技術(shù)基礎(chǔ)的。如圖二，為地鐵車輛的牽引系統(tǒng)的電氣控制圖。除了總線移動器控制技術(shù)之外，一般的總線移動控制技術(shù)中還有低精度感應(yīng)率的總線控制技術(shù)、光纖數(shù)據(jù)傳輸和總線隔離控制技術(shù)、冷卻控制技術(shù)等。通過這些供電技術(shù)的有效綜合運用，可以更有效地實現(xiàn)地鐵車廂正常運行運轉(zhuǎn)過程中，列車牽引的連續(xù)直流電源供電。同時還可完成機(jī)械能和電能的有效轉(zhuǎn)換。另外，通過自然管風(fēng)冷技術(shù)，整體的牽引過程更加高效便利，系統(tǒng)整體的運行負(fù)荷大幅提高。除了采用地鐵長期運行車輛中的高速移動式和鏟車等技術(shù)外，還更加有效地安全保障了我國地鐵運行車輛的電氣系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。交流信號傳遞器的控制系統(tǒng)技術(shù)實際上也就是基于交流逆變器的數(shù)據(jù)采集控制技術(shù)。通過有效運用這項技術(shù)，可以有效解決地鐵運營中的問題[3]。

（二）牽引力控制

在地鐵車輛的正常運行、行駛過程中，控制器和自動剎車控制裝置一般會對列車牽引機(jī)和逆變器啟動發(fā)出一定的控制指令。牽引電源逆變器必須接受這些電路指令集并進(jìn)行一定的電路判斷。實現(xiàn)了對地鐵沿線車輛的遠(yuǎn)程牽引自動控制，控制速度的要素很多。車輛的運行速度已經(jīng)超過一定速度范圍時，即使列車駕駛員的自動控制器沒有自動發(fā)出車輛相應(yīng)的控制指令，列車的運行速度也可能會自動調(diào)整并達(dá)到其他控制系統(tǒng)，從而切斷牽引輸出[4]。只有車輛的運行速度恢復(fù)到正常速度范圍時才會解除封鎖。車輛行駛中遇到坡道的話，可以提高加速功能，使車輛得到相應(yīng)的加速度。保證車輛正常運行。

四、結(jié)束語

在整個地鐵運行的全過程中，地鐵列車牽引系統(tǒng)的性能好壞直接就會影響整個地鐵列車運行的安全和運行效率。只要能夠保證地鐵普通車輛自動牽引系統(tǒng)的穩(wěn)定開通運行，地鐵就一定可以安全穩(wěn)定開通運行。電氣控制系統(tǒng)是整個地鐵的電氣牽引系統(tǒng)的一個核心。電控控制技術(shù)的快速發(fā)展直接也會影響地鐵列車牽引系統(tǒng)的正常運行。電氣化牽引系統(tǒng)對保證地鐵的正常通行、運營安全起著重要的保障作用，也是保證地鐵正常運營不可或缺的一部分。提高高速地鐵運行的制動安全性，對地鐵運行過程中的車輛地鐵電動車廂可以形成有效的減速制動和動力牽引。因此，在日常安全檢查運行過程中，必須注意加強(qiáng)地鐵車輛日常維護(hù)，掌握列車制動系統(tǒng)控制和列車牽引傳動控制，提高地鐵車輛正常運行的安全性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 白洋， 李沖. 地鐵車輛電氣牽引系統(tǒng)的電氣控制[J]. 建材發(fā)展導(dǎo)向， 2016， 14（012）：196-197.

[2] 陳悅林， 鄧艷俊， 秦志偉. 地鐵車輛電氣牽引系統(tǒng)的電氣控制探討分析[J]. 中文科技期刊數(shù)據(jù)庫（全文版）工程技術(shù)， 2017（1）：00249-00249.

[3] 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， 2012， 000（035）：48-48.

[4] 王洪宇. 關(guān)于地鐵車輛電氣牽引系統(tǒng)的電氣控制分析與探討[J]. 環(huán)球市場， 2019（13）.