浅析现代轨道交通车辆电器牵引技术论文_许文远,曾强

浅析现代轨道交通车辆电器牵引技术论文_许文远,曾强

沈阳地铁集团有限公司运营分公司 辽宁省沈阳市 110000

摘要:城市轨道交通的优势是很大的,其拥有环保、可靠、安全、高效的特点,很快就发展到了很多大中城市中,而城市轨道交通车辆的重要设备是电气牵引系统,城市轨道交通进展的如此之快主要是因为其很高的技术含量。轨道交通车辆需要的很大功率可以由电气牵引技术提供,而且可控制性强的电气牵引技术,可以把车辆制动能量稳定转化出去。应用了更好的制动措施到现代轨道中去,让轨道交通达到平稳降速、停止的目的。有效阻止了轨道交通的牵引风险,保持轨道交通车辆安全运行。

关键词:现代轨道交通;车辆电器;牵引技术

1现代列车牵引传动系统控制特点

列车牵引电传动系统的基本任务是通过机电能量转换,达到速度、位置和转矩控制的目的。其本质是电机和变流系统的性能。现代牵引系统采用交-直-交(城轨系统为直-交)电传动形式。牵引设备主要有高压电器(主变压器)、牵引变流器和牵引电机及相关控制系统等。牵引主电路包括网侧电路、(四象限整流电路)直流环节电路和三相逆变电路等。列车的牵引力来源于动轮与钢轨之间的粘着力。轮重、轮轨材料的弹性及在车轮上施加的转矩构成了粘着力的三要素。列车是以基本动力单元为基础构成的,并可以灵活组合形成不同的编组,以满足不同的运输需求。按照列车动力的动力需求及用途,多动力单元的组合形式有动力集中的机车或固定重联机车、动力分散的动车组或城轨列车以及重载组合列车等。

根据模块化、平台化与结构化思想,列车牵引控制功能可以划分为3个层次,即列车控制级、车辆控制级和传动控制级。牵引控制系统的列车控制级负责整列车的上层控制、状态监测与故障诊断等,主要功能包括:操作端选择与确定逻辑、运行方向及左右侧,牵引和制动指令以及列车速度特性控制、牵引和制动力协同、列车级故障诊断与安全导向、辅助系统控制及记录和信息交互等;车辆级控制实现动力单元内控制、状态监测与故障诊断等;传动控制级实现四象限脉冲整流器、逆变器和异步牵引电动机控制等,主要功能包括牵引变流系统和电机控制、空转与滑行保护控制(或粘着控制)等。现代列车控制和诊断系统都采用车载网络系统。列车网络系统基本特性主要体现在实时性、确定性、可靠性和安全性(包括安全完整性与信息安全)等;其应用特性主要包括:实现列车动态解编的通信网络初运行,监视数据、过程数据、消息数据、流数据的实现等。故障诊断与网络系统以及传感技术的结合,使得列车级诊断-车辆级诊断-设备诊断分级诊断综合系统的建立成为现实,并扩展到车地一体化的远程综合系统。

2车辆电气牵引技术在现代轨道交通中的应用

2.1控制系统在电气牵引技术中应用

轨道交通车辆中的电气牵引技术,将计算机技术代替了数字控制技术,使用计算机进行系统的操作,观察轨道车辆的使用行为,从而使用计算机进行操作。采用计算机,能够达到自检、自控的目标,特别是轨道交通车辆中的交流传感式系统,使用计算机进行控制的优势尤为突出处。电气牵引技术应用在现代轨道交通车辆中,多重微机需要用到,可以实现高水平的自动控制,在电气牵引技术中,可以使用计算机达到信号的自主控制,来进行信号处理、信号输出,依据传出的数据,对车辆进行控制。在电器牵引里面,采用计算机来控制系统,起到了很大的作用,电气牵引在这里能够获得整体设置,这里最重要的是其中的软件。在电气牵引车中,计算机直接控制了很多操作点,如通信、驱动等,电气牵引技术的多项模块都受其控制,形成电气牵引的网络化,所有的轨道交通车辆都可以由计算机控制系统进行控制,可以达到集成化的牵引控制。

2.2电气牵引技术中要用到的主要元件

在现代轨道交通车辆中需要对这些电气元件进行多次使用,来提高各项元件互相的协调。在电气牵引技术中,主要包含接口电器、断路器、受电器这些零件。

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2.3应用电动机交流式牵引技术

电气牵引技术中电动机是非常重要的,能够提供给现代轨道交通车辆交流式牵引,所以在研究交流牵引的过程中,需要将电器前因作为中心来研究,这样能有效提升电动机的使用性能。这两年,现代轨道交通车辆技术不断提升,在电动机交流式牵引方面我国持续做技术方面的研究,以电气牵引为核心,给交流牵引电动机,将以前的电动机中易发热的部件替换掉,对电气牵引行业也有推进作用。

2.4现代轨道交通车辆电气牵引技术系统

采用系统配合电气牵引的方法,将前因技术应用到现代轨道交通车辆中。使用第三轨供电的办法,应用在轨道交通中。由于轨道车辆有很高的重复度,在运行方式和电路更甚,所以说要提升电气牵引技术水平,在这同时要首先提升电气牵引系统的技术。根据电气牵引技术的要求,轨道交通车辆统一了电气牵引系统的特点。具体体现在以下几点:第一,保持0~43.33km/h的控制力,而且对应固定的速度43.33~65km/h。一般情况,轨道交通车辆保持在额定的控制力346kN,保持自然控制力230.2kN;第二,轨道交通车辆在设计时,以电气牵引为依据,列车受力时对电气系统的牵引力实时变化,规定载荷范围内牵引力的大小,在多种载荷状态下保证轨道车辆均可达到固定牵引的状态;第三,用于确保电制动力能够稳定的控制速度,顺应电气牵引系统的电制动力,避免影响行驶中的轨道交通车辆。在轨道交通车辆中,电气牵引技术和电气牵引系统的联系十分密切,合理的使轨道交通车辆顺利使用电气牵引技术,迎合电气牵引系统,表现出了电气牵引技术的可靠性和优质性。

3列车牵引控制技术的发展趋势

3.1网络化、信息化和智能化

在机车牵引轨道交通乘客服务设施增加制动、编组列车也多元化发展,列车通信网络是实现实时控制和列车的各种信息传输设备,包括重联控制信息,控制信息,牵引、制动和调速控制、状态监测和信息的诊断信息,动车组每个单元的坐标信息,以提高系统的性能,集成,可靠性、可维护性和降低火车的重量。

3.2模块化、标准化与个性化的统一

模块是具有独立功能、接口一致、输入输出接口的产品组件。它是牵引力控制系统的平台基础和标准化、个性化的基础。基于模块化的平台系统具有高可靠性、专业化市场开发、响应速度快、成本低、效率高、易于实现分层递阶控制和各级冗余设计和个性化优势等优点。现代列车牵引控制应用系统大多基于两个开发系统的产品平台,包括系统、硬件和软件模块。

3.3技术提供与系统解决

现代的牵引力控制系统,不仅提供高功率的电子设备,同时也提供了一个完整的牵引力控制系统;不仅提供系统,还提供了系统的总体设计方案和完整的技术解决方案;不仅是与认证原理的研究,也需要一个物理仿真系统(仿真和半物理和数学),提供全面的测试和系统测试认证,安全技术。

4结论

不断发展的现代轨道交通车辆,能够将城市交通的压力做出有效降低,这其中轨道交通主要核心技术在于电气牵引,它能够对传统轨道交通的受力方法做出转变,对电气牵引技术很大程度的提升,在实现轨道交通方面,能够起到非常大的推进作用。对轨道交通车辆的安全稳定运行来说,先进的电气牵引技术也是有着非常重要的意义。电气监控方式配合不断优化的现代电气牵引技术中的电气牵引系统,能够有效的保障轨道交通车辆稳定安全运行。

参考文献:

[1]涂汉卿.昆明地铁首期工程车辆电气牵引系统设计[J].铁道工程学报.2012(12).

[2]许伟.地铁车辆电气牵引系统的电气控制探讨[J].科技资讯.2012(35).

[3]夏兵.城市轨道交通车辆电气系统的研究[J].科技与企业.2014(5)

论文作者:许文远,曾强

论文发表刊物:《基层建设》2017年第29期

论文发表时间:2018/1/3

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