浅析城市轨道车辆电气传动系统的发展

廉超

摘 要：电动机把电能转化为机械能，带动各类设备正常运行，这就是电气传动系统的工作过程，电气传动系统在性能高效率好的同时还兼顾了节能环保，因此具有广阔的应用市场，随着近几年我国科技的不断进步，电气传动系统未来将会具有更多功能，以下将探讨电气传动系统对城市轨道交通的重要意义。

关键词：城市轨道交通;电气传动系统;发展概况

1 电气传动系统概述

电动机把电能转化为机械能，带动各类设备正常运行，这就是电气传动系统的工作过程，电气传动系统在性能高效率好的同时还兼顾了节能环保，因此具有广阔的应用市场，随着近几年我国科技的不断进步，电气传动系统未来将会具有更多功能，以下将探讨电气传动系统对城市轨道交通的重要意义[1]。

2 城市轨道车辆电气传动系统的组成

2.1 牵引与控制系统

作为轨道车辆电气传动系统的关键组成部分之一，牵引和控制系统与车辆是否安全稳定运行密切相关。城市轨道交通的情况要求轨道车辆必须在极短时间内启动和停止，因此车辆必须具备良好的制动性能，而电气传动系统当中的牵引和控制系统刚好可以满足城市轨道车辆对制动的需求，该系统在确认车距的情况之下发出制动指令，指令具有良好的精准性，所以轨道车辆可以在较短时间内进行制动，既保障了车辆运行效率，又可以最大程度上避免出现交通事故[2]。

2.2 辅助供电系统

辅助供电系统是轨道车辆电气传动系统的另一个组成部分，除牵引系统等主电路之外的供电都由辅助供电系统完成，例如车辆当中的空调用电，照明用电，信号装置用电等。辅助用电系统共包括两个部分，分别是三相交供电系统和直流供电系统，三相交供电系统的组成部分主要是电热器，协助变流器，三相辅助设备等，而直流供电系统的组成包括整流装置，充电机，蓄电池和直流用电设备。在设计车辆的辅助供电系统时，应该深入考虑车辆的实际情况，严格控制系统当中的各个参数，保障辅助供电系统可以正常运行。

2.3 轨道交通车门控制系统

控制轨道车辆车门的开关系统是车门控制系统，该系统共包括三个部分，分别是机械组成结构，电路控制设备和执行机构。其中执行机构可以将各个子系统相互连接在一起，收集系统当中产生的信息，并对其进行分析，从而完成开关车门的过程。

3 传动调试中的常见问题

在系统调试和运行过程当中普遍出现的问题是质量无法下达，指令下达后继电器未正常工作或者状态反馈指示异常，这些问题出现的原因都是错误的接线方式，以下将对这种情况进行归类。

3.1 电缆接线不对应

最常见的现场错误之一是指示信号不对应，而电缆接线错误是该现象出现的直接原因，这种问题大多是由于同一根电缆的多个线芯之间两头不对应所导致，改正时只需要用对线器进行对线就可解决。

3.2 常开常闭触点接错

电气设备要实现正常控制，就需要将电气控制回路当中的信号传入其他干节点之当中，而这种传递过程经常会出现问题，因此在电气二次回路排查时应该重点关注这项内容。

3.3 感应电压问题

多芯电缆是最常使用的降压牵混控制电缆，该电缆长度较长，因此设计师在应用电缆时，还需要考虑到电缆的实际分布电容，如果分布电容过大，则会导致同一根控制电缆当中的带电芯与其他线芯之间产生感应电压，从而影响到其他线芯的工作，而继电器感受到感应电压时可能出现开关变动或者人员受伤的问题。而电缆的设计走向和具体型号也会对施工产生影响。为解决该问题，工作人员可以将分压电阻加装到继电器的线圈之上，消除感应电压，将电阻R1并入到继电器电阻R当中，继电器两端的阻值会相应降低，但电缆的电容C整体不变，继电器接收到的电压U2会有所降低，而感应电压的强度不会影响到继电器的正常工作。

4 城市轨道车辆电气传动系统的发展

4.1 电动机传动系统的发展

电动机包括两个类别分别是直流传动和交流传动，此二者之间的差别主要是交流传动可以用简单的结构实现复杂的操作，而直流传动正与此相反。我国的轨道车辆电气传动系统所使用的电动机由最初的直流传动逐步向交流传动改变，而且将直流调压调速转变为交流变频调速，进一步提高了调速效率。直流电机操作简单性能高，所以在科技尚不发达的时候，成为绝大多数电气传动系统的重要组成部分，但是近几年交流電动机技术的发展和变频技术的发展，使得交流传动越来越得到重视，半导体制造技术和数控技术也成为推动交流传动电动机的进步的动力。

4.2 牵引变流器的发展

（1）IGBT逆变器的产生。两种电压等级所构成的三点式逆变器，主要被使用到电压强度较低的情况之下，但是随着科技的进步高压系统越来越成为推动经济发展的主力，因此在这种情况之下深入开发IGBT模块，可以将传统的三点式逆变器改变为两点式逆变器。三点式逆变器电压波动较小，但制造费用昂贵，而且会增加电路系统的复杂度，所以日常生活中最常使用的是IGBT两点识别器。

（2）无吸收电路式逆变器。城市轨道交通对安全和速度的要求非常高，所以与其相配套的电气传导系统体积必须保持在一定规格之内，因此新开发出来的绝缘式IGBT模块更适合被使用到城市轨道交通发展过程当中，此外使用低感母线技术可以在电源断路时主动将电压降低，如此一来就可以减少其他电路的使用，进一步简化城市轨道交通车辆的结构，保障轨道车辆高效运行。

（3）无速度传感器矢量控制。依据电机所传到的速度信息，无速度传感矢量控制系统，可以主动对速度进行调控，保障轨道车辆稳定运行。

（4）全电制动停车控制。以往轨道车辆在进行制动时主要采用气动的方式控制停车，但当车辆速度过快时这种方式会影响到停车稳定性，因此新型的电动式停车方式法被使用到轨道车辆速度控制当中，提高精准度，增强稳定性的同时降低噪音。

5 结束语

本文在探讨电气传动系统具体概念的基础之上，研究了该系统的组成及其对我国城市轨道交通发展的具体意义，并具体论述了电动机传动系统和牵引变流器两个部分，希望可以对推动我国城市轨道交通的进步发挥作用。

参考文献：

[1]邓爱喜.简析城市轨道车辆电气传动系统的发展[J].南方农机，

2019，50（13）：105.

[2]米志宏.城市轨道车辆电气传动系统的发展[J].城市建设理论研究（电子版），2017（15）：17.