電力電子技術與鐵路機車牽引動力的發展

張忠

【摘 ?要】隨著科學技術的快速發展，我國電力行業有了新的發展機遇和發展空間。隨著社會經濟的發展，我國的鐵路行業也進入到了高速發展的階段，尤其是越來越多的新技術被應用到鐵路建設當中，推動了鐵路技術方面的創新發展。對于鐵路機車而言，電力電子技術的應用，提高了機車設備的運行性能，滿足了當前社會發展的需要。

【關鍵詞】電力電子技術;鐵路機車牽引動力;發展

引言

我國經濟建設的快速發展離不開我國各行業的大力支持和高度配合，才有今天的局面和規模。一直以來鐵路系統都因其運輸速度快、穩定性高、整體成本偏低等特點而廣受歡迎，并且在市場經濟的引導下不斷有新型技術融入到了機車設備生產研發當中，使機車設備的結構以及性能不斷的得到優化、增強。這在滿足了當前社會各種需求的同時也顯現了巨大的發展潛力，尤其是電力電子技術被運用到了鐵路系統機車設備之后，讓機車設備的發展愈發快速。

1電子技術概述

電力機車在實際的使用中也存在較多的難點，尤其是對于電能的有效控制方面難度較大，而在對電力機車不斷優化改良的階段中，增強機車設備對電能的控制效果也是當前機車研發制造領域的關鍵性研究課題。在機車類型過度到電力類型之后，也出現了大量的電能控制設備，實現了高水準的電能控制目標。機車設備當中在加入了電力電子類型的機械設備后，也就實現對電能的精準控制，讓電能的控制以及變化都能按照人們的預期的進行，在提升電能利用效率的同時也增加電力類型機車的實際性能。

2電力電子技術的優勢

在機車設備的發展階段中，電力電子技術的出現以及使用發揮了關鍵性的作用，這項技術也成為影響機車實際性能的關鍵性技術，對于提升機車設備性能有著巨大的優勢。第一，在不斷對交流電機設備進行優化改良之后，在保證電機設備性能的同時也使電機設備的體積不斷縮小因為機車設備上的空間有限，縮小了電機設備的體積也就給機車設備留下了更多的使用空間。現代機車設備電機在優化的階段中整體朝向體積不斷減小、設備性能不斷增強、設備整體質量逐漸提升的方向發展，使鐵路系統的運行速度得到保證。而且電力電子技術所帶來的影響遠不止于此，這項技術還能改變列車運行鐵軌之間的作用力，這種保證措施對于當今不斷提速的火車系統來講顯得尤為重要，既達到了保證列車運行速率的目標，也滿足了保證列車運行安全穩定的要求。第二、對于以往的機車還存在著不穩定的特性，合理的利用電力電子技術能夠對機車的中樞系統進行控制，從而保障機車行駛的穩定性，在一定程度上也減少了事故的發生幾率;第三、電力電子技術加大了異步交流電動機的使用率，從而使得牽引的性能不斷升高，促進機車的正常運行;第四、對于電力電子技術的使用，還可以進一步提高機車運行的可靠性能，該技術的使用能夠對電動機無換向器進行有效控制，消除轉向器和電刷之間的磨損。

3鐵路機車在電力電子技術應用中的分析

隨著創新意識的不斷加強，電力電子技術也有了相應的發展，原有的交流電控制牽引力模式已經不能滿足實際運行的需要，更多新的理念被加入到鐵路機車牽引動力的開發中，多頻率的交流電完成牽引驅動開始在全國普遍推廣。這項現代化的新技術的長處，具體來說，有以下幾個方面：1.首先采用交流傳動電力電子技術能夠使用四象限脈沖變流器，這個設備不僅能夠減少機車在電網中電流諧波的分量，還能系統和完善地改變電力系統供電的質量，從而進一步消除了在傳輸過程中造成的信號干擾現象。2.在現代鐵路機車技術中應用的交流傳動電力電子技術可以通過再生制動的方式不間斷地向電網進行電能的反饋，利用交流傳動電力電子技術改變了供電電網的電工功率，降低電網的損耗，從整體上提高電網內電能質量，起到節約電能的目的。3.利用交流傳動電力電子技術能夠很好地平衡鐵路機車牽引和制動之間的協作關系，在主電路上進行調整和轉換，縮短了人工操作的時間，提高安全效率。4.利用電力電子技術，可以優化鐵路機車牽引與制動之間的關系，例如，利用設置在鐵路機車上的位置轉換開關，可以實現了在主電路上對牽引、制動的自動轉換，有效的避免了人工操作所可能存在的錯誤，提高了轉換的效率，使得整個操作過程更加的簡便和可靠。5.利用電力電子技術后對交流電能夠進行電動機無換向器控制，從而消除了電刷與轉向器磨損，進一步提高了鐵路運行中的可靠性，從而降低了鐵路工作過程中的制造和維修成本。7.利用電力電子技術能夠實現使用異步交流電動機，從而提高了牽引性能。此外，隨著電力電子技術的逐漸應用，能夠有力的提高黏著利用率，從而適當的更好發揮牽引力，促進鐵路機車的運行。

4我國鐵路機車牽引技術發展的現狀及方向

經過多年的研究和開發，我國鐵路機車牽引技術得到了長足的發展，并且能夠自主研發和制造直流傳動機車，例如已經制造出的韶山系列電力機車等，市場制造占有總量已達到五千多臺，處于國際領先水平。與此同時，我國還不斷自主開發新技術，研制出斬薄調壓技術，該技術可以在不使用開關的基礎上，利用脈沖技術將接觸網電壓直接牽引到發動機上，從而通過一定范圍控制給電動機持續不斷的穩定電壓。

結語

綜上所述，隨著科學技術的發展，推動了鐵路系統的高速發展。尤其是電力電子技術的應用，給鐵路機車牽引動力的發展指明了全新的發展方向，進一步提高了鐵路機車的運行效率。因此，相關工作者必須重視電力電子技術的研究，不斷創新，研制出更多的設備應用到鐵路系統當中，推動鐵路系統的智能化、自動化發展。

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（作者單位：中車蘭州機車有限公司）