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摘要：现代人的生活节奏越来越快，交通拥堵已经成为城市生活中一个大的难题，城市的交通需求日益增长。城市中为了缓解交通出行的压力，越来越多的开始修建地铁，改善交通出行的状况，地铁行业飞速的发展。地铁交通已经成为生活中不可缺少的一部分，具有载客量大、安全、节能降耗、速度快、绿色先进等一系列的优势。地铁交通有着广阔的发展前景，而电气牵引系统是地铁运行的基础，与地铁的安全高效运行有着直接的关系。为了保证地铁的安全运行，需要确保电气牵引系统的正常工作。本文依据地铁的实际运行为基础，概述了地铁和电气牵引控制系统的发展状况。
关键词：地铁车辆；电气牵引系统；控制分析
地铁在城市化进程推进过程城市交通发展体系中扮演着重要的角色，不仅是现代化城市经济形态发展的象征，而且会反过来推动现代化的进程。确保地铁的正常运行是城市交通发展过程中的重要工作，扮演着非常重大的角色，拥有着广阔的前景。地铁的车辆牵引技术，经过多年来的发展，已经不是早期那种依靠从国外进口设备和技术的方式，而是我国自行研发设计和制造，完成了从地铁工程高投资、城市轨道的发展受到限制到国内地铁部件和技术生产自给自足的转变，推动了我国城市交通的发展。[1]
一、地铁车辆电气牵引系统概述
地铁车辆电气控制系统是地铁全面高效运行的保障，关系着地铁在行驶过程中的安全。主要负责为地铁提供动力，提供地铁运行期间所需要的能量，被称为地铁的心脏。
（一）地铁车辆电气牵引系统的工作原理
地铁的电气牵引是以电能为动力的，其工作原理就是在地铁的运行过程中，将地铁获得的电能进行压力调节转换然后输送到地铁的牵引电动机，再由地铁的牵引电动机将获得的电能转化成为机械能从而催动地铁的运行。
地铁车辆电气牵引系统涉及到多个领域，包括网络、电力、电机拖动等方面，依靠电路的转换将从地面获得的不可控的直流电转化成为可以控制电压频率的交流电，然后催动牵引。
（二）地铁车辆电气牵引系统的构成
地铁车辆电气牵引各设备部件协调合作，遵循结构性的设计方式，从不同的功能出发组成整体，但在其结构上又相互独立。与前几年的牵引系统相比，现在车辆电气牵引系统追求现代化信息技术与电力电子技术相结合，技术更加的成熟，并且更加自动化和智能化。不同的地铁车辆类型因其不同的速度、构成、车型、种类、制造工艺等有着不同的电力传动与控制系统。电气控制在电路设备协调作用、为地铁提供牵引的动力过程中起到了关键的作用，只有进行科学的电气控制，才能使牵引力正常提供，保证地铁的有效运行。[2]
地铁的电气牵引控制系统由负责牵引的电器和电路构成，为地铁列车的正常安全运行提供保障。包括：牵引电动机、动力控制设备、可以转换的控制系统、主控和辅助电路、断路器、电源设备、电路等，值得一提的是在电路控制方面用现代化的计算机控制已经替代了用模拟电路来进行控制，科学化和控制效率大大提高。目前的地铁普遍都采用自动化的方式，利用交流传动的牵引控制系统，用辅助电源装置来为地铁中的电气设备进行电力的供应。现代化的电气牵引控制系统一定程度上体现出了地铁牵引先进的技术水平。
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地铁的制动装置在地铁的安全停靠和减速与紧急情况下的制动发挥了重要的作用。一般情况下地铁在进行制动的过程中有利用电阻制动和利用再生制动两种制动方式，但有时地铁制动的过程中为了更加精准的控制速度，提高制动过程中的安全性，还会在电力制动的同时采用机械制动的手段。尤其是在一些突发情境中，一般的两种制动方式还不能满足需求，需要三种制动方式同时使用来实现对车速更加精准有效的控制，三种制动的方式相互配合，共同作用，进一步提高车辆运行安全性。
二、地铁车辆电气牵引系统的控制分析
地铁在实际运行中发动牵引及制动设备会受到多方面的影响。为满足地铁的高速运行需求，应在基本的电气牵引同时更高效的接受指令、进行控制分析操作，防范地铁运行风险与隐患。
（一）电气牵引系统中的交流传动控制
地铁的电气牵引中重要的一项就是牵引交流传动技术，这项技术以功率较大的半导体器件为载体，利用冷却技术、光纤传输技术等多种技术手段，为地铁提供牵引力，实现地铁中由直流电向交流电的转换，在地铁的牵引控制系统中发挥着重要的作用。
（二）电气牵引系统中的制动控制
地铁车辆的减速以及停靠都需要进行制动控制，制动系统装置失灵会产生非常严重的后果，因此制动控制在地铁控制系统中有非常重要的地位。城市中地铁的停靠站点之间的距离都不是很长，制动和速度调整的频率高。因此地铁牵引系统的制动控制应满足一些基本的要求：制动效果好，在规定的距离内能够安全停车减速；进行科技创新，降低制动成本；制动稳定，乘客震荡感小。[3]
牵引系统中的制动控制又可以分为机械制动和电制动两种制动方式。电制动又可以继续细分：一种是再生制动，另一种是电阻制动，电制动与机械制动相比可以节约电力的损耗和机器的磨损。所以当车辆制动时制动的顺序是再生制动早于电阻制动再早于机械制动。
（三）电气牵引系统中的牵引控制
在地铁的运行中，为了保证车辆的平稳运行，地铁车辆电气牵引系统会使用牵引控制限制地铁的运行速度，一旦速度超过系统设置的运行标准，自动的牵引控制系统就会自动减小列车牵引力，甚至把牵引力切断，等到列车的运行速度达到正常标准后才使列车牵引力重新连接。若是没有自动的控制系统，列车在行驶至高低不平的坡路上时会开启高速模式，使列车的加速度与在平路上趋于接近，催动地铁车辆能够一直保持平稳运行。
结语
综合上文所述内容，地铁车辆电气牵引系统对地铁的稳定与正常运行有着不可缺少的重要的作用。为地铁车辆运行中的车辆牵引与全方位的制动提供保证，有巨大的现实价值。因此，为保证地铁的正常安全运行，应加强地铁电气牵引控制研究；定时进行优化升级；注重地铁牵引系统检修工作等等。
参考文献：
[1]谢海明.地铁车辆电气牵引及控制系统研究[J].河南技，2019（05）：123-124.
[2]崔垚，王宏宇.地铁车辆电气牵引系统直流侧电流谐波相关分析与研究[J].山东工业技术，2019（01）：45.
[3]徐士强，王学安.关于地铁车辆电气牵引系统的电气控制分析与探讨[J].科技风，2018（33）：113.
论文作者:孙光勇
论文发表刊物:《河南电力》2019年3期
论文发表时间:2019/10/10
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