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摘要：为了实现现代轨道交通车辆牵引控制的现代化，需要引入牵引控制的系统操作。在现阶段的发展当中，轨道交通车辆所采用的数字控制技术已经趋于淘汰，取而代之的是通过计算机系统控制的电气牵引，这种牵引方式能够通过计算机系统完成自检，从而达到自控的目标。同时，自主控制还能够进行智能化的信号处理、信号输出，并利用数据传输完成对车辆的控制，对轨道交通来说具有极高的应用价值。
关键词：现代轨道交通；车辆电气；牵引技术
1车辆电气牵引技术在现代轨道交通中的应用
1.1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。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。
1.2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。
1.3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牵引传动的发展
目前城市轨道交通车辆所选用的能源方式大部分为电能，在传动技术研究中，针对城市轨道交通的牵引方式，根据电流特点的不同可以分为直流传动和交流传动两种主要的传动方式，原理为通过电力能源进入到电力发动机，由发动机完成对车辆的牵引。其中直流牵引发动机结构复杂，一般需要通过半控型晶闸管完成对直流的斩波，从而使斩波调压与相控调压相结合。随着技术的发展，异步电机的交流传动应用于轨道车辆牵引传动当中，并随着变频变压的电压逆变器问世，使得交流传动成为主要牵引技术，直流传动车辆在90年代便在欧洲国家停产，并退出了历史舞台。
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3现代电气牵引系统设计
3.1车辆基本情况
本文所设计的城市轨道交通为城市地铁，作为地铁项目，需要具备架空接触网进行供电。车辆选购为中国著名地铁车辆生产厂家所生产的车辆，车辆车轮能够长时间保持清洁和干燥，且在平直轨道运行中最快速度能够达到 80km/h，列车加速度大于 0.7m/s 2 , 列车制动速度不能小于 1.2m/s 2 , 制动减速度不小于1.5m/s 2 。
3.2元件选择
为了能够满足车辆的运行需要，运用交流传动作为主要电气牵引技术进行牵引系统设计，首先需要根据基本需求原则选择元件。在一般的系统架构当中，元件选择一般为受电器和断路器两个方面，本文针对地铁轨道交通的各项需求，选择了具备高速断路器和充电设备的高压箱，具备支撑电容器和线路电抗器的滤波电抗器箱，以及制动电阻箱、牵引电动机等，利用这些设备，满足了系统设计的基本元件需求。高压箱除了具备高速断路器和充电设备这两个元件之外，为了可以实现机械连锁开关与主电路隔离，还应该具有主隔离开关。从而在运行过程中，可以通过隔离开关对电容器进行快速放电，保障电路安全。滤波电抗器箱在系统当中主要负责方向为维持电压稳定和吸收谐波电压两个方面，在本工程中，选择滤波电抗器箱还考虑到其拥有阻挡逆变器干扰的能力，可以在逆变器出现短路时，通过转换开关单元来实现空心。为了避免电压过高，本文在工程设计中选用了制动电阻箱，该设备应用于牵引过程中，可以利用导通斩波模块来实现电路阻隔，最终完成电压控制，同时还能够为车辆紧急制动提供能量，维持车辆平稳运行。牵引电动机是电器牵引交流传动中重要设备，为了满足地铁车辆的运行需求，本文选择了四极自通风的三相鼠笼式异步牵引电动机，该型号电动机可以悬挂在地铁车辆上方的转向架上，利用联轴节完成传动和牵引，并利用逆变器完成电能传输。
3.3牵引系统
在目前的电气牵引技术研究中，为了增大电动机的牵引压力，一般采用无吸收电路式逆变器，通过其中的绝缘 IGBT 模块，实现轨道车辆的结构紧凑、体量轻盈需求。本文在设计当中也采用了这种逆变器。在实际系统设计中，本文选用第三轨供电，满足地铁车辆的的电气牵引要求，并设定了每小时 0-43km的恒定引力范围，从而实现了每小时 43-65km 的恒定速度。基于此可以计算得出，恒定牵引力可以设置为 350kN，自然牵引力则应该设定为 230kN。同时，为了保证牵引可以规范在载荷范围之内，需要专门设定车辆的牵引条件，使车辆能够在电气系统的牵引下，自动完成载荷调节。此外，制动方式本文采用了具有突出优势的全电制动方式，为了避免以往气制动在制动时出现的车辆剧烈摇晃现象，本文在电气牵引系统当中加入了全电制动设备，从而提高了停车精度，使噪声得到减小，还使车辆更加平稳，提高了行驶质量。
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。
5电气控制的具体应用实例
现代轨道交通车辆电气牵引技术中，电气控制是非常重要的，将电气牵引技术进行广泛的应用，在轨道交通中采用用电气控制，能够监控出电动机的力量，做好电气牵引的控制力度。采用电气牵引技术，使用轨道交通车辆，这时用电气控制的方法进行转变动能与电能，轨道交通车辆连接的电网系统需要靠电气控制来管制，保证电动马达合理安全，能将电力的使用量降到最低。现代轨道交通车辆牵引的技术，牵引传动控制是电气控制比较核心的地方。现在国内有很多牵引传动控制技术都是从国外的技术借鉴而来，县还需要做的就是推广国产化设计，从而将国内在轨道交通车辆牵引方面的技术有效提升。
6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。
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论文作者:刘继伟
论文发表刊物:《防护工程》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/23
标签：车辆论文; 电气论文; 轨道交通论文; 技术论文; 系统论文; 电动机论文; 逆变器论文; 《防护工程》2017年第26期论文;