地鐵車輛電氣牽引系統的電氣控制

陳振

摘要：在我國地鐵車輛牽引控制系統中，電氣化的牽引系統一直是整個地鐵車輛控制系統的重要核心，能夠有效保證車輛的安全，實現地鐵車輛的遠程牽引和高速制動。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更是起著重要的保護作用，對防止地鐵列車的電動故障發生起著自動控制和故障診斷的重要作用。

關鍵詞：地鐵;電氣牽引;控制

引言：

地鐵車輛的電氣控制牽引系統的基本構造非常復雜，特別是與其對應的電氣控制系統控制機車電氣設備和機車零部件的復雜構造，為保證地鐵車輛的穩定高速運行提供強大動力。只要能夠保證電氣系統的有效穩定運行，就一定可以有效保證地鐵車輛的穩定安全運行。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的基本構成性能特征。

一、地鐵車輛的牽引系統

地鐵的動態變化可以分為三個主要階段。如圖一為地鐵的牽引系統。第一階段是地鐵車輛的初期加速啟動，車輛內部整體結構處于初期加速啟動狀態。第二階段主要目標是保證地鐵沿線車輛的穩定均速運行，車輛基本處于均速穩定運動狀態。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重損傷。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的特征

地鐵車輛的安全制動保護裝置安全可以有效保證地鐵車輛的安全穩定運行。目前，中國軌道交通行業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的基本構造主要由電動受電弓、牽引式發電機、高壓罐、牽引器和逆變器、制動器和電阻、避雷器等部分構成。高壓罐由主材料分離器和開關元件構成。對應的高速充電設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成。為了有效防止一個輔助驅動逆變器和一個牽引驅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送給一個電源驅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生高壓故障另一個輔助受電弓還停止可以直接促進一個驅動逆變器和牽引逆變器的正常供電動作。另外，牽引系統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定性，作為列車能量流的緩沖，地鐵車輛上的牽引系統由各種控制電路和驅動設備共同構成，系統的穩定性和運行常常需要各種相關驅動電路板和設備的大力支持。在許多剎車設備中，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。電阻聯合制動、再生制動、機械再生制動主要通過機車的連續動力壓縮制動來結合實現，電阻聯合制動和機械再生制動主要由鐵路的機車電磁聯合制動和高速鐵路的列車電磁制動來結合實現，地鐵的電磁系統牽引電源能將鐵路動能穩定地釋放轉化成電能。另外，將不能再生的牽引能源也釋放回鐵路電網，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的電氣控制

（一）地鐵車輛牽引系統的交流傳動控制

在所有地鐵牽引車輛的各種牽引傳動技術中，移動器設計技術一直是非常重要的牽引技術，是所有地鐵牽引車輛所最為需要的牽引技術，移動器設計技術主要是以一種大功率半導體驅動器件設計為技術基礎的。如圖二，為地鐵車輛的牽引系統的電氣控制圖。除了總線移動器控制技術之外，一般的總線移動控制技術中還有低精度感應率的總線控制技術、光纖數據傳輸和總線隔離控制技術、冷卻控制技術等。通過這些供電技術的有效綜合運用，可以更有效地實現地鐵車廂正常運行運轉過程中，列車牽引的連續直流電源供電。同時還可完成機械能和電能的有效轉換。另外，通過自然管風冷技術，整體的牽引過程更加高效便利，系統整體的運行負荷大幅提高。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的安全穩定運行。交流信號傳遞器的控制系統技術實際上也就是基于交流逆變器的數據采集控制技術。通過有效運用這項技術，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和逆變器啟動發出一定的控制指令。牽引電源逆變器必須接受這些電路指令集并進行一定的電路判斷。實現了對地鐵沿線車輛的遠程牽引自動控制，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出車輛相應的控制指令，列車的運行速度也可能會自動調整并達到其他控制系統，從而切斷牽引輸出[4]。只有車輛的運行速度恢復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，使車輛得到相應的加速度。保證車輛正常運行。

四、結束語

在整個地鐵運行的全過程中，地鐵列車牽引系統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的穩定開通運行，地鐵就一定可以安全穩定開通運行。電氣控制系統是整個地鐵的電氣牽引系統的一個核心。電控控制技術的快速發展直接也會影響地鐵列車牽引系統的正常運行。電氣化牽引系統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，必須注意加強地鐵車輛日常維護，掌握列車制動系統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：

[1] 白洋， 李沖. 地鐵車輛電氣牽引系統的電氣控制[J]. 建材發展導向， 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的電氣控制探討分析[J]. 中文科技期刊數據庫（全文版）工程技術， 2017（1）：00249-00249.

[3] 許偉. 地鐵車輛電氣牽引系統的電氣控制探討[J]. 科技資訊， 2012， 000（035）：48-48.

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