摘要：本文以昆明地铁首期工程项目为研究案例，对城市轨道车辆的电传动系统进行分析。通过对电传动系统中的功能元件与主电路参数两个方面的论述，阐述车辆电传动系统的应用内容，为相关技术研究与应用提供参考材料。
关键词：昆明地铁；车辆管理；电传动系统
引言：作为车辆的核心部件，电传动系统的设计内容包括系统电路、牵引特性、性能计算等多项内容。在进行论述过程中，为了保证分析内容的针对性与深入性，本文重点选取电传动系统的主电路作出说明，并在介绍昆明地铁首期工程项目车辆条件的基础上，引入其系统的电传动系统主电路内容。
一、列车基本参数介绍
昆明地铁首期工程项目中，所使用的地铁列车，采用6辆编组的B型车辆，其运行的最高时速可以达到100km/h。在进行线路设计的过程中，设定的基础供电电压为DC500-900V，并将线路接触轨的受电条件控制在DC750V。运行过程中，动车4节自重为35t，拖车2节重32t。在运载能力上，当额定载荷达到AW2时，可以搭载乘客1460人次，当而定载荷条件为AW3时，可以搭载乘客1870人次。
动力性能上，车辆的处在AW2载荷条件下，其额定电压条件为DC750V汽车的平均技术速度在65km/h以上；平均启动速度在0.95km/s2以上；平均加速度在0.50.95km/s2以上。而当车辆处在AW3载荷条件是，其额定电压为900V，此时的制动减速度，控制在1.0km/s2以上；而紧急情况下的制动参数控制在1.2km/s2以上；由电转到空转的换点指数为5-8km/h。
二、电传动系统主电路分析
（一）各功能元件说明
1.母线电气
母线电气系统由隔离开关、熔断器、高速断路器、二极管等设备元件组成，在系统应用的过程中，高压母线的电路系统向电气牵引系统中输入电源电路，并在高压母线重连的功能下，保证列车通过无电区域实时的正常运行状态。在辅助母线熔断器设备的作用下，可保护系统结构，并通过隔离二极管设备分离母线与其它的系统构件。位置设置上，大多数技术都被集成安置在母线熔断器和隔离开关系统中，而高速状态下的断路器元件被独立控制，以此保证紧急情况的安全性。
2.高压电气
主隔离开关与高速断路器是构成高压电气单元的重要组成部件。主隔离开关设备，执行自身功能对主电路进行控制的过程中，还能在机械连锁开关的作用下，完成放电回路的短接处理，以此维护系统的安全性[1]。而主熔断其设备主要被应用在主电路系统的接地保护中。整体的高压电气构成单元，都被防止在高压电气箱中，以此保证设备元件的独立性。
3.电容器充放电
完成主电路支撑电容器的充电与放电功能，是该元件的基本功能作用。在构成条件上，包括了接触器、充放电电阻、固定放电电阻等设备。在车辆牵引准备就绪之后，通过高速断路器的闭合操作，将接触器同步调整为闭合状态，可以在受流器中，输入高压电源条件，并经过追隔离开关、充电电阻等一系列的元件，完成系统充电处理。当系统电压条件上升到一定的数值参数后，接触器会自动调整到闭合状态，以此确认充电动作完成。
车辆的正常运行状态下，固定放电电阻执行电容的放电操作，通过5min的放电处理，可以将电容端的放电电压调整到50V以下，以此保证放电的执行质量与速率条件。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而在车辆系统处在保养状态时，需进行快速放电操作，并在主隔离开关与连锁辅助开关的影响下，执行这一技术需要，以此保证技术人员的人身安全。
4.滤波单元
滤波电抗器与主电路支撑电容是构成滤波单元的主要部件。在技术条件上，滤波电抗器可以时刻保持主电路直流端的电容电压始终维持在稳定状态下，以此保证电压波动限制控制在允许范围内容。而对直流输入端谐波电压进行控制的过程中，可以防止逆变器设备对输入电源网络的干扰条件，以此保证逆变器元件能够维持正常的工作条件。而在实际技术应用中，支撑电容器都被放置在逆变器模块中，并通过车辆的移动，完成自身的冷却，保证元件的使用安全。
5.逆变器
IGBT元件是逆变器的核心构成，其结构属于二电平逆变电路。在结构设置上，逆变器模块大多采用抽屉式的结构，并在冷风条件的影响下完成自然冷却。而在控制装置中，逆变器采用DCU控制单元，并在相应的软件程序与硬件设备中完成具体的控制功能[2]。而在信息化网络控制系统中，DCU控制单元也是构成车辆网络通信系统的重要组成部分，能够在多功能接口的条件下，应用MVB车辆总线进行通信管理。DCU控制单元，被集成安装在6U级别的标准电脑控制机箱中，并在直接在逆变器结构中完成设置。
6.检测系统
检测单元的控制系统较为复杂，需要多种类型的电流与电压传感器才能完成功能构成。而在技术元件的类型上，昆明地铁首期工程中的电车传感器元件采用霍尔传感器，并在LH1型号的插动电流传感器的功能作用下，完成对于主电路接地故障的控制，达到维护系统安全性的应用条件。
（二）主电路运行参数
昆明地铁首期工程项目的机车，由于受到自身轴重条件的限制，需在保证车辆正常动力性能的条件下，对传动系统的牵引逆变器、同步电动机这两个设备进行优化，并使其调整到最佳的匹配状态，以此保证车辆能够在运行的过程中，维持最佳的经济状态，达到电力能源制动消耗的最低水平。为此，必须对其中的机械硬件条件机械条件进行控制，使电机设备可以维持在维持一定转矩过载条件的基础上，达到制动控制的峰值功率。
对此，在分析系统经济性的基础上，必须对逆变器的容量与齿轮转动的机械数值进行合理分析，通过对小型逆变器与大型电动的设置，维持系统的高能效运行状态。在地铁列车的初期启动阶段，可以采用变频调速的控制方式，将输出的转矩条件限制在恒定条件内。而进入恒功率阶段，并在逆变输出内容中发电压进入方波程序后，需应用输出转矩的机损方式，完成规律参数计算。通过这一计算内容可以确定电磁转矩过载的倍数与逆变输出频率之间存在明显的反比例关系。由此，为了将电磁转矩过载的倍数维持在稳定的状态，需对恒攻速进行调整，使其维持在43-65km/h的数值区间中。经过升级检测分析，此时机车的最大转矩参数为1407Nm，最高的转速条件为4163r/min，并使其电磁转矩过载的倍数为1.2倍，直流侧的最大电流条件为1850A。再通过对各项参数进行控制计算与分析，可以确定机车处在稳定的运行状态，因此该系统的合理性得到证实。
总结：综上，昆明地铁首期工程项目中，车辆电传动系统运行稳定。尤其在电传动系统的主线路网络中，在各功能元件性能正常发挥的条件下，可以保证主电路运行参数的正常化，为车辆的正常运转创造了关键性的技术基础。而此项技术的研发与应用，也标志着城际列车技术水平的升级建设，为其推广应用创造出坚实的基础条件。
参考文献：
[1]袁义生,毛凯翔,袁世英.电力机车PET中直流母线电压的大信号建模及分析[J].电力系统保护与控制,2019,47(04):83-90.
[2]周翠.城轨车辆电传动系统控制及主电路故障分析[J].城市建设理论研究(电子版),2018(02):149.
论文作者:陶鹏
论文发表刊物:《电力设备》2018年第32期
论文发表时间:2019/5/24
标签：系统论文; 条件论文; 电传论文; 车辆论文; 电路论文; 逆变器论文; 元件论文; 《电力设备》2018年第32期论文;