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摘要：电气牵引作为城轨车辆运行的保障性系统，为车辆提供电能。随着科学技术的发展，各类技术不断更新换代，城轨车辆的检修任务越来越重。本文主要对电气牵引系统的特点及电气控制进行分析，供同行借鉴参考。
关键词：地铁车辆；牵引系统；电气控制
一、电气牵引系统
牵引逆变器牵引逆变器变成三相交流电输送至牵引电机，而牵引电机与齿轮箱相连，通过齿轮箱将牵引力施加到列车轮轴上，从而实现为列车提供动力。在电制动时，电动机做发电机运行，将动能转换为电能，通过牵引逆变器将电制动产生的电能回馈到接触网上，当电网不能够将能量全部吸收时，利用制动电阻将电网不能够吸收的能量消耗掉，达到电制动的目的（见表1）。
二、车辆电气牵引组成
车辆受电弓向动力单元提供动力的高压电源，为了能有效避免受电弓故障时造成牵引逆变器和辅助逆变器停止工作的情况出现。因此每辆车上配备两台受电弓。这样一台受电弓故障停止工作后，车辆传送系统将会断开故障受电弓一侧的牵引逆变器指令，从而使其在一定时间内停止工作。
车辆的电气牵引系统中配备有牵引逆变器，逆变器的输入端有支撑电容，该电容主要作用是保证逆变器输入电压的稳定，起到能量缓冲的作用。同时，滤波电抗器与电容组成一个装置，此装置能够保证系统电压的稳定，确保逆变器的正常工作。在逆变器装置中，包含了逆变箱逆变器和斩波相控制器。牵引的过程中，直流电将被转化为三相交流电，实现频率和电压的可调性，从而完成对牵引电机的控制。
逆变器的冷却使用的是热管散热器，其主要是通过业态介质的状态变化来实现热量的吸收和释放。这种利用液态介质的冷凝和蒸发的性质来实现热量排放的方法，对于环境没有污染，且其结构十分简单，运行和维护工作将能节省很多时间，能有效保证散热工作的正常开展（见图1）。
三、电气控制
（1）牵引控制
在车辆运行的过程中，牵引逆变器会受到来自于司机控制器或是制动装置发出的牵引指令，并结合制动控制装置对其它信号的接收，完成对车辆的牵引控制。由于车辆的速度不会受到系统的限制，所以车辆速度超出一定界限的时候，系统将会将牵引力降到零并对其进行封锁。在车辆的速度回到正常范围内后，封锁将被解除。另外，在没有ATP的情况下，车辆的限速功能也将正常工作。因为车辆的高加速功能会在遇到坡道时被启动，所以在车辆遇到坡道的时候，系统会提供与坡度相当的加速度，从而保证车辆的正常速度。
（2）电制动控制
一般情况下，列车制动分为电制动和摩擦制动，其中电制动又分为再生制动和电阻制动两种。
制动优先级为：第一优先：再生制动。第二优先：电阻制动。第三优先：摩擦制动（拖车优先补充摩擦制动）。而在电制动中，通过电网对再生能量的吸收是主要的方式，并且这一过程会受到牵引逆变器控制单元的监控。在电网没有足够的能力吸收电能的情况下，电网电压将会增大，这时斩波器会在牵引控制单元的控制下开通。在电容器的端电压达到一定值的时候，制动电阻将会吸收多余的能量，并将这些能量转化为热能排放到空气中。空气制动作为一种辅助的存在，主要是在电制动力不足时，辅助补足制动力和紧急制动情况下使用。
1.混合制动概念。①再生制动与电阻制动的混合。只要电网有吸收能力，制动能量必须以再生电流的形式反馈回电网，辅助系统也应能吸收一部分再生能量。线网及辅助系统无法吸收的制动能量消耗在制动电阻上。牵引系统在高速断路器前设置线网电压检测装置，实时检测电网的供电状态，检查其吸收能力。当电网电压上升到约1800VDC（如：电网不能再接受多余的能量时），电阻制动斩波运行，启动电阻制动，进行再生和电阻制动的混合制动。在逆变器功率模块前设置电流检测装置，控制电阻制动的功率，确保既吸收多余的再生制动能量，又可以防止电阻吸收线网能量。②电制动与摩擦制动的混合。正常情况下（网压1500V及以上、粘着正常要求下），在AW2负载及速度低于90km/h时，电制动应能完全满足整列车的制动力要求；在高于AW2负载、速度大于90k耐h条件下，电制动尽可能满足整列车的制动力要求，摩擦制动仅用以补充电制动。机械制动开始补偿时的列车速度应尽可能小，至少不大于6km/h（具体数值各项目不完全一致）。有车辆电制动失效的情况下，应首先用足列车上其它车辆的电制动，电制动力不足部分用摩擦制动力补偿，在整列车范围内摩擦制动力在无电制动的车辆上应平均分配。当制动系统故障导致总制动力不足时，应提供应急措施，并在司机室提供报警信息。卖方在设计阶段中应提供详细的整列车的制动力分配方案（见图2）。
四、结束语
电气牵引系统是地铁车辆正常运行中不可缺少的系统，其能保障车辆的安全，实现车辆的牵引与制动，所以日常的车辆检修工作要对其格外重视。而电气控制主要是牵引控制和制动控制，需要熟练掌握。
参考文献：
[1]熊军.南昌地铁1号线车辆电气牵引及控制系统[J].机车电传动，2013，（6）：68-71
[2]哀登科，朱小娟，周俊龙.地铁车辆电气牵引系统直流侧电流谐波分析[J].同济大学学报（自然科学版），2012，（1）：122-126
论文作者:杨国信
论文发表刊物:《基层建设》2016年30期
论文发表时间:2017/2/22
标签：车辆论文; 逆变器论文; 电阻论文; 系统论文; 能量论文; 电网论文; 电气论文; 《基层建设》2016年30期论文;