中车大同电力机车有限公司 山西大同 037038
摘要：在我国快速发展的过程中，中国铁路事业得到了长足的发展，相应的铁路机车技术也得到了较大的提升。在科技发展的今天，分析国内铁路机车牵引动力技术的现状，对先进新技术应用到铁路机车的发展进行探究，从而提出推动我国铁路机车牵引动力大发展的方向。
关键词：电力电子技术；铁路；铁路机车；牵引动力
引言
一直以来铁路系统都因其运输速度快、稳定效果好、整体成本偏低等因素的特点而广受欢迎，并且人们需求以及市场经济的引导下而不断有新型技术融入到了机车设备当中，使机车设备的结构以及性能不断的得到优化、增强。这在满了当前社会各种要求的同时也显现了巨大的发展潜力，尤其是电子技术被运用到了铁路系统机车设备之后，让机车设备的发展愈发快速。
1铁路机车牵引技术的发展
机械设备的发展，带动了铁路机车设备的发展。在铁路机车设备的最初时期，很多机车设备的主要动力来源于蒸汽，而蒸汽式机车也是铁路系统的第一代机车，标志着人类社会的道路运输正式进入到了全新的发展时期。蒸汽类型的机车因其动力较弱，操作繁琐等问题，难以满足交通运输发展的需要，同时由于其主要以煤炭作为主要燃料，不仅消耗大量的能源，而且还排放大量的二氧化硫，对周围的环境造成了严重的污染。于是，在科学技术的发展推动下，电力类型的机车设备越来越多的应用到铁路运输当中，提高了机车设备操作效率的同时，也使得机车设备的牵引动力更为强大。近年来，晶闸管整流器类型的机车设备越来越多，推动了铁路机车电子化的发展。该类型的机车设备不仅具有电力类型机车设备的良好性能，而且还能够高效率的控制电能，实现了机车设备的高效率运行。例如当前我国自主研发的韶山系列电力机车等，就是在牵引动力方面引入了电力电子技术。此外，我国还自主开发了斩薄调压技术，实现了不使用开关的情况下，通过脉冲技术的应用，将触网电压直接牵引到发动机上，为铁路机车的电动机，在一定范围内提供了持续不断的稳定电压。
2铁路机车在电力电子技术应用中的分析
这些年伴随着各项科学技术的不断革新与进步，电力电子技术也有了很大的发展，在传统模式上是通过交流来对牵引力进行控制，但是这显然满足不了实际的运行需求。如今更多的创新技术被引入到了铁路机车牵引力的研究中，多频率的交流电牵引驱动已经逐渐在全国各地推广开来，已经被越来越多的人重视和接受。这项目现代化技术具有以下几个优点：（1）加大交流传动电力电子技术的使用可以很好的利用四象限变流器，不但能够降低机车在电网中电流谐波的分量，还能够提高电力系统的供电质量，以避免在传输的过程中出现的信号干扰。（2）加大该技术的使用力度，可以通过再生制动的方式不间断地向电网进行电能的反馈，该技术的使用改变了供电电网的功率，同时也降低了电网的损耗，对于电网的电能质量有了很大的提升。从而也起到了节约电能的目的。（3）在铁路机车中合理利用交流传动电力电子技术，能够使得铁路机车的制动和牵引之间的关系更加的和谐，并且可以在主电路是逐步实施转换和调整，不但提高了安全的效率还缩短了人工操作的时间。
3铁路系统机车设备发展分析
机车设备的发展也正是机械设备的发展历史，从最初的简单机械不断的优化发展为现代高性能的机械设备。在机车设备发展的最初时期，机车设备为蒸汽类型的机械设备，蒸汽类型机车的出现是铁路系统发展萌芽，将人类社会带入了新的发展时期。但这种蒸汽类型的机车设备也存在着动力不足、操作僵硬繁琐的问题。在机车设备制造技术不断吸纳各种新型技术之后，出现了电力类型的机车设备，从而使机车设备的性能发生了全面强化，使机车设备的操控更加高效、牵引力更加的强大，早期的电力类型的机车设备主要使用直流电能作为机车设备的供给能源。在科技变革的推动下，机车设备也再次得到了优化，出现了晶闸管整流器类型的机车设备，这也标志着人类在利用电能以及电子设备的道路上又向前迈进了一步，这种电子类型的机车除了继承下了之前机车设备良好性能之外，还在电能的利用上取得了突破，在机车设备运行中使用了50Hz以及60Hz的电能技术。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而电能类型机车的优化升级时至今日仍在继续，出现了更高效的机车设备，推动了机车设备的发展。
4电力电子技术的亮点
电力电子技术是科技发展的产物，近些年其先进的成果被运用到铁路机车牵引动力中，让铁路机车速度得到了大大的提升。（1）在机车牵引动力技术中，采用交流电机的方式，改善了过去占地大的缺点，同时还减少了铁路与轮轨之间的摩擦作用，提高了牵引功率。（2）对于以往动力不稳定的特性，电力电子技术通过中枢控制系统对机车提供了稳定并持续的动力，一定程度上避免了事故的发生。（3）电力电子技术的应用可以对交流电产生电动机无换向器的控制，从而在一定程度上消除了电刷与转向器磨损，保证了铁路运行安全性，从而降低了铁路工作过程中的检修和日常维护成本。（4）利用电力电子技术能够提高牵引性能和黏着使用效率，在此基础上更好发挥牵引力的作用，促进铁路机车的正常运行。
5电力电子技术在铁路机车牵引动力方面的应用
（1）通过四象限变流器的有效利用，降低了铁路机车运行过程中，电网中存在的电流谐波分类，提高了电力供应的质量，确保了铁路机车运行过程中不会受到交流电动力产生的信号干扰，进一步提高了铁路系统运行的稳定性。（2）利用交流传动电力电子技术，改善了供电电网的电工功率，使其接近于1功率，有效的降低了电网当中的电能损耗。此外，它还可以通过再生制动的方式，对电网实时反馈电能的相关信息，提高了电能质量的同时，也达到了节能减排的目的。（3）利用电力电子技术，可以优化铁路机车牵引与制动之间的关系，例如，利用设置在铁路机车上的位置转换开关，可以实现了在主电路上对牵引、制动的自动转换，有效的避免了人工操作所可能存在的错误，提高了转换的效率，使得整个操作过程更加的简便和可靠。
6电力电子技术的优势
在机车设备的发展阶段中，电力电子技术的出现以及使用发挥了关键性的作用，这项技术也成为影响机车实际性能的关键性技术，对于提升机车设备性能有着巨大的优势。第一，在不断对交流电机设备进行优化改良之后，在保证电机设备性能的同时也使电机设备的体积不断缩小因为机车设备上的空间有限，缩小了电机设备的体积也就给机车设备留下了更多的使用空间。现代机车设备电机在优化的阶段中整体朝向体积不断减小、设备性能不断增强、设备整体质量逐渐提升的方向发展，使铁路系统的运行速度得到保证。而且电力电子技术所带来的影响远不止于此，这项技术还能改变列车运行铁轨之间的作用力，这种保证措施对于当今不断提速的火车系统来讲显得尤为重要，既达到了保证列车运行速率的目标，也满足了保证列车运行安全稳定的要求。第二、对于以往的机车还存在着不稳定的特性，合理的利用电力电子技术能够对机车的中枢系统进行控制，从而保障机车行驶的稳定性，在一定程度上也减少了事故的发生几率；第三、电力电子技术加大了异步交流电动机的使用率，从而使得牵引的性能不断升高，促进机车的正常运行；第四、对于电力电子技术的使用，还可以进一步提高机车运行的可靠性能，该技术的使用能够对电动机无换向器进行有效控制，消除转向器和电刷之间的磨损。
结语
随着时代的变迁，我国的电力电子技术发生了一系列的改变，这些改变也给铁路机车牵引动力的研发技术带来了全新的方向，并随着科技的进步不断更新迭代，不同阶段彰显着不同的优势。在了解了整体发展历程和方向的基础上，我国电力电子技术要不断创新，研制更多的设备以应用于实际，从而推动我国铁路机车牵引动力创新的步伐。
参考文献
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论文作者:丁旸,王君强,崔宾,孟祥宇,段宇,王君杰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年11期
论文发表时间:2019/8/28
标签：机车论文; 设备论文; 铁路论文; 电子技术论文; 电力论文; 电能论文; 动力论文; 《建筑学研究前沿》2019年11期论文;