現代軌道交通車輛電氣牽引技術探討

祝捷　李國良

摘要：現代軌道交通運輸工作中，電氣牽引技術是其中一個非常重要的技術環節，在軌道交通電氣牽引系統中扮演著非常重要的角色，不但如此，電器牽引技術還存在另外一項重要的功能，可以為軌道交通提供出更加合適的功力。電氣牽引技術自身具有較強的可控制性，在實際的工作過程中，可以有效轉化為車輛的穩定制動，為車輛提供了較高的安全性和可控性，以實現軌道車輛在運行過程中穩定的制動和減速，防止車輛出現不良的意外事故問題，同時保障乘客的人身安全。

關鍵詞：現代軌道交通;電氣牽引;技術

一、軌道交通電氣牽引技術的發展現狀

軌道交通的發展一直是保持我國經濟增長的重要力量，目前我國軌道交通裝備制造業已經形成了自主研發、配套完整、設備先進、規模經營的集研發、設計、制造、試驗和服務于一體的軌道交通裝備制造體系，包括電力機車、內燃機車、動車組、鐵道客車、鐵道貨車、城軌車輛、機車車輛關鍵部件、信號設備、牽引供電設備、軌道工程機械設備等10個專業制造系統。我國牽引變壓器設計、制造技術已取得長足進步，逐步與國外牽引變壓器技術接軌，極大地滿足了電力牽引總體線路對牽引變壓器的需求，滿足了電力機車及動車組用戶的要求，為我國電氣化鐵路的發展作出了積極貢獻。在市場需求結構方面，我國電氣化鐵路牽引供電系統變壓器設備的需求主要來源于高速鐵路、普通鐵路及城市軌道。近年來，我國不斷加大對高速鐵路投資，因此在高鐵中應用電氣化鐵路牽引供電系統變壓器設備的需求較多。值得一提的是，來自軌道交通的應用需求正快速增長。隨著高鐵及城市軌道交通建設進一步加速，相關需求還將進一步提升。

二、城市軌道交通技術特點。

（一）運輸能力。城市軌道交通由于高密度運轉，列車行車時間間隔短，行車速度高，列車編自叻兩數多而具有較大的運輸能力。

（二）準時性。城市軌道交通由于在專用行車道上運行，不受其他交通工具干擾，不產生線路堵塞現象并且不受氣候影響，是全天候的交通工具，列車能按運行圖運行，具有可信賴的準時性。

（三）速達性。與常規公共交通相比，城市軌道交通由于運行在專用行車道上，不受其他交通工具干擾，車輛有較高的運行速度，有較高的啟、制動加速度，多數采用高站臺，列車停站時間短，上下車迅速方便，而且換乘方便，從而可以使乘客較快地到達目的地，縮短了出行時間。

（四）舒適性。與常規公共交通相比，城市軌道交通由于運行在不受其他交通工具干擾的線路上，城市軌道車輛具有較好的運行特性，車輛、車站等裝有空調、引導裝置、自動售票等直接為乘客服務的設備，城市軌道交通具有較好的乘車條件，其舒適性優于公共電車、公共汽車。

（五）安全性。城市軌道交通由于運行在專用軌道上，沒有平交道口，不受其他交通工具干擾，并且有先進的通訊信號設備，極少發生交通事故。

三、軌道交通車輛的電氣牽引技術

（一）控制系統。在軌道交通車輛的運行過程中，電氣牽引技術主要是通過計算機軟件，對整個電梯牽引控制系統來進行掌控，同時還實現了對軌道車輛的整個運行模式進行實時性監測，實現了軌道車輛運行的信息化控制模式。運用計算機系統對軌道交通車輛進行相應的控制，主要的工作優勢在于可以實現良好的自我控制和自我檢測等良好的工作性能，通過計算機系統對軌道車輛的有效掌控，可以在運行過程中保證車輛更加平穩和安全，在軌道車輛的工作過程中，電器牽引技術發揮出了至關重要的作用，主要是通過多個危機系統來進行同步控制，以此來達到良好的牽引工作水平。通過計算機系統的有效控制，可以有效實現軌道交通車輛的自主控制工作，在信號處理器的工作條件下，對軌道車輛的運行速率以及運行的模式進行有效的調控，同時還可以對其他附屬工作項目來進行有效的控制，比如通信系統、驅動系統等，通過電器件技術多個模塊的同步控制，讓整個電器牽引工作實現了網絡化和信息化，保證軌道交通車輛具有更高的集成化功能。

（二）電氣牽引技術中的主要元件。受電氣是電氣牽引技術中非常重要的構成元件，該元件的性能標準相對較高，要想保證受電氣的工作優勢充分發揮出來，必須在第三軌道滑動的要求范圍之內來加以實現。在提高軌道交通車輛速率過程中，受電氣所受到的壓力需要保證在合適的范圍之內，這樣才可以充分保證電氣牽引系統工作的有效性和安全性，防止軌道交通車輛受到外部的摩擦力較大形成不良的損壞。電氣牽引技術的速率直接關系到了受電氣的工作安全性和穩定性，只有充分保證受電氣的工作性能和工作穩定性，才可以實現更加安全平穩的牽引力。當前我國已經將具有自動調控能力的受電氣，有效地引入了軌道交通車輛的電氣牽引技術中，同時和電氣遷移技術之間做好了有效的工作銜接，避免受電氣的壓力過大而產生不良的損壞。

四、現代軌道交通電氣牽引控制系統

隨著我國城市化進程的加快，交通擁堵等問題已成為城市發展過程中亟待解決的關鍵問題。由于軌道交通具有運力大、速度快、污染輕以及安全性好等特點，已經成為一種十分重要的城市交通工具。牽引電傳動系統是軌道交通車輛的核心，其控制與調制方法是軌道交通車輛研究的重點方向。

對于控制方法，為了獲得良好的動態特性，軌道交通車輛牽引電傳動系統通常采用矢量控制或直接轉矩控制。由于基于轉子磁場定向的矢量控制對于勵磁控制和轉矩控制的解耦最為徹底，控制性能較好，從而在軌道交通牽引電傳動系統中得到廣泛應用。

對于調制方法，由于軌道交通車輛使用的電流和功率都很大，且其牽引逆變器常采用自然風冷，必須設法減小開關損耗，因此其逆變器的開關頻率通常較低。同時，軌道車輛運行速度變化范圍較寬，從而使載波比變化較大。當載波比較小時，應當使用同步調制，否則將導致電機諧波電流和諧波轉矩顯著增大。另外，為了提高電壓利用率，當電機進入弱磁區時應當采用單脈沖調制。

五、結束語

在現代軌道交通車輛的運行過程中，需要對電氣牽引技術加以有效的運用，有效保證軌道交通車輛的運行安全性和穩定性，對保證人們日常出行安全也有著重要的保障。

參考文獻：

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