电力电子技术与铁路机车牵引动力的发展

张忠

【摘  要】随着科学技术的快速发展，我国电力行业有了新的发展机遇和发展空间。随着社会经济的发展，我国的铁路行业也进入到了高速发展的阶段，尤其是越来越多的新技术被应用到铁路建设当中，推动了铁路技术方面的创新发展。对于铁路机车而言，电力电子技术的应用，提高了机车设备的运行性能，满足了当前社会发展的需要。

【关键词】电力电子技术;铁路机车牵引动力;发展

引言

我国经济建设的快速发展离不开我国各行业的大力支持和高度配合，才有今天的局面和规模。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电子技术概述

电力机车在实际的使用中也存在较多的难点，尤其是对于电能的有效控制方面难度较大，而在对电力机车不断优化改良的阶段中，增强机车设备对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。在机车类型过度到电力类型之后，也出现了大量的电能控制设备，实现了高水准的电能控制目标。机车设备当中在加入了电力电子类型的机械设备后，也就实现对电能的精准控制，让电能的控制以及变化都能按照人们的预期的进行，在提升电能利用效率的同时也增加电力类型机车的实际性能。

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發展，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。

3铁路机车在电力电子技术应用中的分析

随着创新意识的不断加强，电力电子技术也有了相应的发展，原有的交流电控制牵引力模式已经不能满足实际运行的需要，更多新的理念被加入到铁路机车牵引动力的开发中，多频率的交流电完成牵引驱动开始在全国普遍推广。这项现代化的新技术的长处，具体来说，有以下几个方面：1.首先采用交流传动电力电子技术能够使用四象限脉冲变流器，这个设备不仅能够减少机车在电网中电流谐波的分量，还能系统和完善地改变电力系统供电的质量，从而进一步消除了在传输过程中造成的信号干扰现象。2.在现代铁路机车技术中应用的交流传动电力电子技术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，利用交流传动电力电子技术改变了供电电网的电工功率，降低电网的损耗，从整体上提高电网内电能质量，起到节约电能的目的。3.利用交流传动电力电子技术能够很好地平衡铁路机车牵引和制动之间的协作关系，在主电路上进行调整和转换，缩短了人工操作的时间，提高安全效率。4.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。5.利用电力电子技术后对交流电能够进行电动机无换向器控制，从而消除了电刷与转向器磨损，进一步提高了铁路运行中的可靠性，从而降低了铁路工作过程中的制造和维修成本。7.利用电力电子技术能够实现使用异步交流电动机，从而提高了牵引性能。此外，随着电力电子技术的逐渐应用，能够有力的提高黏着利用率，从而适当的更好发挥牵引力，促进铁路机车的运行。

4我国铁路机车牵引技术发展的现状及方向

经过多年的研究和开发，我国铁路机车牵引技术得到了长足的发展，并且能够自主研发和制造直流传动机车，例如已经制造出的韶山系列电力机车等，市场制造占有总量已达到五千多台，处于国际领先水平。与此同时，我国还不断自主开发新技术，研制出斩薄调压技术，该技术可以在不使用开关的基础上，利用脉冲技术将接触网电压直接牵引到发动机上，从而通过一定范围控制给电动机持续不断的稳定电压。

结语

综上所述，随着科学技术的发展，推动了铁路系统的高速发展。尤其是电力电子技术的应用，给铁路机车牵引动力的发展指明了全新的发展方向，进一步提高了铁路机车的运行效率。因此，相关工作者必须重视电力电子技术的研究，不断创新，研制出更多的设备应用到铁路系统当中，推动铁路系统的智能化、自动化发展。

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（作者单位：中车兰州机车有限公司）