摘要：随着城市的公共交通运输压力的日益加大，地铁系统的建设在一定程度上已缓解了地面交通压力，为城市经济发展作出巨大贡献。地铁列车的牵引系统的安全运行，保障着每一位出行乘客的人身财产安全。电气控制是整个地铁牵引系统的核心，对电气控制技术的发展直接影响着地铁牵引系统的运行状况。本文就对地铁车辆的电气牵引系统控制及故障查询进行探讨，供同行借鉴参考。
关键词：地铁车辆；电气牵引系统；电气控制；故障查询
前言
地铁列车电气牵引系统比较复杂，包括了各种电器设备及系统，在相互配合运行的过程中，电气控制部分起到非常关键的作用。通俗一点讲，电气控制就是整个列车电气牵引系统的心脏，只有合理运行，才能充分发挥充足的牵引力，对列车进行制动。因此，为确保地铁列车的安全运行，本文对地铁列车电气控制系统的分析具有重要意义。
1.地铁车辆电气牵引系统的构成与特点
1.1地铁车辆牵引系统的构成
地铁车辆牵引主要由LP、BR、VVVF、HV、MOTOR、PAN等部件组成，其中高压箱则是由高速断路器、充电设备及其主隔离开关组成。车辆配备两个受电弓，防止地铁在运行的过程中一个受电弓出现故障，另一台受电弓依然能够正常的运行，以提供车辆正常运行需要的高电压。在地铁车辆的牵引控制系统内，还配备有牵引逆变器，与牵引逆变器相连的一端有相应的支撑电容，通过这样的一个支撑电容，能够有效地保障逆变器输出电压的稳定程度，同时在地铁的运行过程中也能够起到一个能量缓冲的作用。除此之外，在地铁车辆牵引系统中，还有着滤波电抗器，它与电容能够共同构成一个维持电压稳定的装置，进而使逆变器能够稳定的工作。
在逆变器之中，也包含有逆变箱和斩波控制器，这样就能够使地铁在运行的过程中，通过这些装置将直流电转变成为三相交流电，在进行转换之后，可以对列车运行过程中的频率和电压进行调控，进而完成对整个电机的控制。而在再生制动的过程中，又可以将三相交流电重新转变为直流电运输到电网中，从而实现对电网的再供电。当列车的制动电阻启动之后，制动电阻会将多余的热量进行转化，将这些多余的热量排放到空气中，避免列车出现发热的现象以影响列车的稳定运行。逆变器在使用的过程中还需要对其进行冷却，通常情况下，对逆变器的冷却是通过热管散热器进行的，热管散热器的工作原理是通过液态介质的冷凝和蒸发来实现对热量的冷却，而且热管散热器的運行机制也十分简单，不会对环境造成任何的污染。
1.2地铁运行过程中的安全保障
对地铁车辆的牵引是通过一系列的设备和电路来完成的，系统的正常运行离不开这些设备和电路的正常运行，在这么多的设备和电路之中，制动设备对列车减速和停车是必不可少的，列车每当需要减速或者靠站时，都需要通过制动设备来对其进行减速，所以制动设备的稳定运行，对保障车辆的安全运行以及市民乘坐车辆的舒适程度有着至关重要的作用。一般情况下，在城市轨道交通的运行过程中，制动设备都是采用电制动的方式，具体的形式包括再生制动和电阻制动，同时还可以用机械制动来辅助，只要能够对地铁车辆进行一个全方位的制动保障。通过对制动系统的有效使用，对列车运行的速度进行合理的控制，对列车的制动力进行一个完整的调整，进而使车辆在运行的过程中能够安全稳定的停靠，还大大减少了列车停止时的噪音。机械制动的方式主要采用压缩空气作为动力来进行制动，而再生制动和电阻制动都是通过铁路制动电磁铁及轨道电磁制动器，在制动的过程中，将车辆的动能转化为电能，转化到电网之中，从而提供给其他车辆制动用的电能，从而完成车辆的制动。
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2.地铁车辆电气牵引系统的电气控制
2.1地铁车辆牵引系统的交流电传动控制
在地铁车辆的牵引技术之中，牵引变流技术是一种非常重要的技术，是所有地铁车辆中都必须采用的一种技术。牵引变流技术是以功率较大的半导体器件作为基础，除了牵引变流技术之外，常用的牵引技术还有叠压低感母排技术、光纤传输与隔离技术以及冷却技术等等。通过对这些技术的有效运用，能够更加有效地保障地铁车辆在运行过程中牵引力的持续提供，同时又能够完成直流能量的有效转换。在运行的过程中，通过将水作为转变的媒介，然后再通过自然管和风冷却技术，使得整个牵引过程中变得更加高效便捷，也使得整个系统的运行负荷有一个很大的提高。
除了地铁运行过程中牵引变流技术之外，交流传动技术也为地铁车辆电气系统的安全运行提供了更加有效地保障。什么是交流传动控制技术呢？实际上就是基于逆变器的一种集合技术，从而实现了对电流交互影响的控制，因为在地铁运行的过程中，很多线路的运行还存在着很大的问题，通过对这种技术的有效运用，能够使地铁运行过程中存在的问题得到有效的解决。
3.牵引控制
在地铁车辆的实际运行过程中，控制器和制动装置往往会对牵引逆变器发出一定的指令，牵引逆变器通过接受这些指令做出一定的判断，进而实现对地铁车辆的牵引控制。但是在地铁车辆的运行过程中，对车速的控制因素往往是多方面的，如果说车辆的速度超出了一定的范围，即使司机控制器没有发出相应的指令，列车运行的速度也会受着其他系统的调整，并且对牵引力的输出做出封锁。只有当车辆的运行速度恢复到正常的车速范围之内，封锁才会解除。当车辆在运行过程中遇到坡道时，往往会提高加速的功能，使得车辆获得相应的加速度，保证车辆的正常运行。
4.车辆电气系统的故障查询
当地铁车辆出现电气故障不能工作时， 应通过查询司机故障报单及列车控制系统的故障履历等了解车辆的各种情况。这是修理地铁车辆中非常重要的一步，也往往是容易被修理人员忽视的一步。这也是在修理过程中经常容易走弯路的重要原因。地铁车辆的管理者和司机是最了解车辆状况的人，向司机和地铁车辆运用发生故障时的在场人员了解故障时的情况，是列车刚刚启动时就产生的异常，还是运行一段时间后产生的异常。是明显存在的故障现象，还是时有时无的故障现象，故障的外部表现，大致部位，发生故障的环境，是否靠近明火或在蒸汽等热源，有无腐蚀性气体侵蚀，有无漏水漏液等，这些条件均会使绝缘损坏或是导线或是零件损坏，引起故障。是否有人修理过，有无修理的原始记录，修理的内容是什么？最好看原始记录，以便找到合理的途径，也好对故障进行分割，而找到正确的产生故障的原因，以便采取正确的修理方案。同时，还应了解故障前后车辆的状态及司机做出了什么应急处理措施，行车调度给出了什么处理意见，故障是是偶然的还是断续发生的或直到后面发展严重的情况，应及时作好记录，这将有利现在和以后的检修。
运行中的故障若为：制动系统故障，例如某一个阀报故障，用网关阀举例说明，网关阀会用自身的通讯模块将故障代码传到列车诊断系统（TMS），TMS系统显示屏会显示故障代码，司机报告行车调度员并进行初期故障处理，调度员也将根据故障情况决定列车是否维持运行，是否下线回库由专业技术人员进行处理；若故障严重致使列车无法运行，则启动三方通话程序，由更专业的技术人员与司机进行沟通，指导司机进行故障处理，尽快使列车故障恢复。发生重大故障而无法修复时，列车将清客并退出服务，进入正线存车线，待运营结束后回段检修。
5.结束语
要想让整个地铁系统做到正常的运转，电气牵引系统是重中之重，因为他在地铁车辆的运行过程中发挥着至关重要的作用。通过对该系统的控制来实现对地铁整个牵引力的控制，对维持地铁的安全运行有着至关重要的作用。
参考文献：
[1]朱小娟.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，2012
[2]姜悦礼.地铁车辆电气牵引系统的RAMS设计[J]铁道机车与动车，2014
论文作者:阳微黎
论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期
论文发表时间:2018/5/25
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