电力电子技术与铁路机车牵引动力的发展

顾雪来

摘 要：在铁路系统机车设备的发展中，电力电子技术对提升机车设备的牵引力实际性能等方面有着关键性的作用。应关注机车设备发展的实际需要，不断在机车设备发展过程中融入新技术，实现铁路机车牵引动力的进一步优化。基于此本文对电力电子技术与铁路机车牵引动力的发展进行分析。

关键词：电力电子；铁道系统；牵引动力

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.098

一直以来铁路系统都因其运输速度快、稳定性高、整体成本偏低等特点而广受欢迎，并且在市场经济的引导下不断有新型技术融入到了机车设备生产研发当中，使机车设备的结构以及性能不断的得到优化、增强。这在满足了当前社会各种需求的同时也显现了巨大的发展潜力，尤其是电力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 电力电子技术的分析

1.1 电力电子技术的涵义

电力机车在实际的使用中存在较多的难点，尤其是在电能的有效控制方面的难度较大。在对电力机车不断优化改良的过程中，优化对机车设备电能的控制效果也是当前机车研发制造领域的关键性研究课题。电子电力技术是一种有别于传统的电子技术，它是一门新兴的应用于电力领域的技术，电力电子技术通过效利用电子器件，例如：GTO、如晶闸管等，对电能进行有效控制和调节。并且利用该技术可以轻松将电力功率调高或者降低，有使用方便、快捷等特点。电子电力技术与信息电子技术有很大的区别，它主要运用于电力的变化和使用。电力电子技术目前已经成为了一项重要的电力交换技术，伴随着我国的快速发展，互联网时代的到来，电力电子技术也在逐步提升，该技术不但可以有效控制机车牵引系统中的各种设备，还能够对传动速度的快慢进行调节。目前该技术也逐渐成为了自动化专业和电气工程中一门非常重要的课程，在专业人才培养中占着非常重要的位置，被越来越多人重视。

1.2 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。

2 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的萌芽，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、操作繁琐等问题。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改变。使机车设备的操控更加高效、牵引力更加的强大。早期的电力类型机车设备主要使用直流电作为机车设各的供给能源。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。而电力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。

3 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。

4 结束语

由于铁路系统在运输方面拥有着运输速率快、稳定性能良好、运输成本低廉的特点，无论在客运还是在货运领域都有突出的作用。在未来的社会中也将会发挥出更大的优势。而机车作为整组列车的牵引装置，也是决定列车设备运行效率的关键，要能在充分使用现代电力电子技术的同时不断对电子技术进行优化，保证设备的运行效率。

参考文献：

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