地铁车辆电气牵引系统的电气控制

陈振

摘要：在我国地铁车辆牵引控制系统中，电气化的牵引系统一直是整个地铁车辆控制系统的重要核心，能够有效保证车辆的安全，实现地铁车辆的远程牵引和高速制动。在保证地铁车辆的正常运行过程中，电动列车牵引控制系统更是起着重要的保护作用，对防止地铁列车的电动故障发生起着自动控制和故障诊断的重要作用。

关键词：地铁;电气牵引;控制

引言：

地铁车辆的电气控制牵引系统的基本构造非常复杂，特别是与其对应的电气控制系统控制机车电气设备和机车零部件的复杂构造，为保证地铁车辆的稳定高速运行提供强大动力。只要能够保证電气系统的有效稳定运行，就一定可以有效保证地铁车辆的稳定安全运行。这里主要介绍地铁车辆的基本动力运行状况和电动列车牵引系统的基本构成性能特征。

一、地铁车辆的牵引系统

地铁的动态变化可以分为三个主要阶段。如图一为地铁的牵引系统。第一阶段是地铁车辆的初期加速启动，车辆内部整体结构处于初期加速启动状态。第二阶段主要目标是保证地铁沿线车辆的稳定均速运行，车辆基本处于均速稳定运动状态。第三阶段，在地铁车辆的急减速动作停止，车辆的轮胎车轮等零部件可能会再次受到严重损伤。特别重要的是这第一步的阶段和第三步的阶段[1]。

二、地铁车辆的电气牵引系统的特征

地铁车辆的安全制动保护装置安全可以有效保证地铁车辆的安全稳定运行。目前，中国轨道交通行业正在使用的电动混合制动辅助装置主要部分是采用电控和混合制动模式。

地铁线路车辆车体电气牵引系统的基本构造主要由电动受电弓、牵引式发电机、高压罐、牵引器和逆变器、制动器和电阻、避雷器等部分构成。高压罐由主材料分离器和开关元件构成。对应的高速充电设备和高速高压断路器，车厢里主要由两个大型受控集电弓连接构成。为了有效防止一个辅助驱动逆变器和一个牵引驱动逆变器因一个高压故障而使电弓停止，这些辅助受电弓是电源发送给一个电源驱动单元所必必需的一个高压直流电能，如果一个辅助受电弓发生高压故障另一个辅助受电弓还停止可以直接促进一个驱动逆变器和牵引逆变器的正常供电动作。另外，牵引系统也搭载了一台牵引电源逆变器。提高列车点火源电压电流输入的稳定性，作为列车能量流的缓冲，地铁车辆上的牵引系统由各种控制电路和驱动设备共同构成，系统的稳定性和运行常常需要各种相关驱动电路板和设备的大力支持。在许多刹车设备中，汽车快速停车和紧急减速与车辆刹车支撑装置的支撑不可分割，因此车辆刹车用的装置可以有效率的保证地铁的安全正常运行。电阻联合制动、再生制动、机械再生制动主要通过机车的连续动力压缩制动来结合实现，电阻联合制动和机械再生制动主要由铁路的机车电磁联合制动和高速铁路的列车电磁制动来结合实现，地铁的电磁系统牵引电源能将铁路动能稳定地释放转化成电能。另外，将不能再生的牵引能源也释放回铁路电网，向其他铁路车辆提供新的牵引能源[2]。

三、地铁车辆的牵引系统的电气控制

（一）地铁车辆牵引系统的交流传动控制

在所有地铁牵引车辆的各种牵引传动技术中，移动器设计技术一直是非常重要的牵引技术，是所有地铁牵引车辆所最为需要的牵引技术，移动器设计技术主要是以一种大功率半导体驱动器件设计为技术基础的。如图二，为地铁车辆的牵引系统的电气控制图。除了总线移动器控制技术之外，一般的总线移动控制技术中还有低精度感应率的总线控制技术、光纤数据传输和总线隔离控制技术、冷却控制技术等。通过这些供电技术的有效综合运用，可以更有效地实现地铁车厢正常运行运转过程中，列车牵引的连续直流电源供电。同时还可完成机械能和电能的有效转换。另外，通过自然管风冷技术，整体的牵引过程更加高效便利，系统整体的运行负荷大幅提高。除了采用地铁长期运行车辆中的高速移动式和铲车等技术外，还更加有效地安全保障了我国地铁运行车辆的电气系统的安全稳定运行。交流信号传递器的控制系统技术实际上也就是基于交流逆变器的数据采集控制技术。通过有效运用这项技术，可以有效解决地铁运营中的问题[3]。

（二）牵引力控制

在地铁车辆的正常运行、行驶过程中，控制器和自动刹车控制装置一般会对列车牵引机和逆变器启动发出一定的控制指令。牵引电源逆变器必须接受这些电路指令集并进行一定的电路判断。实现了对地铁沿线车辆的远程牵引自动控制，控制速度的要素很多。车辆的运行速度已经超过一定速度范围时，即使列车驾驶员的自动控制器没有自动发出车辆相应的控制指令，列车的运行速度也可能会自动调整并达到其他控制系统，从而切断牵引输出[4]。只有车辆的运行速度恢复到正常速度范围时才会解除封锁。车辆行驶中遇到坡道的话，可以提高加速功能，使车辆得到相应的加速度。保证车辆正常运行。

四、结束语

在整个地铁运行的全过程中，地铁列车牵引系统的性能好坏直接就会影响整个地铁列车运行的安全和运行效率。只要能够保证地铁普通车辆自动牵引系统的稳定开通运行，地铁就一定可以安全稳定开通运行。电气控制系统是整个地铁的电气牵引系统的一个核心。电控控制技术的快速发展直接也会影响地铁列车牵引系统的正常运行。电气化牵引系统对保证地铁的正常通行、运营安全起着重要的保障作用，也是保证地铁正常运营不可或缺的一部分。提高高速地铁运行的制动安全性，对地铁运行过程中的车辆地铁电动车厢可以形成有效的减速制动和动力牵引。因此，在日常安全检查运行过程中，必须注意加强地铁车辆日常维护，掌握列车制动系统控制和列车牵引传动控制，提高地铁车辆正常运行的安全性。

参考文献：

[1] 白洋， 李冲. 地铁车辆电气牵引系统的电气控制[J]. 建材发展导向， 2016， 14（012）：196-197.

[2] 陈悦林， 邓艳俊， 秦志伟. 地铁车辆电气牵引系统的电气控制探讨分析[J]. 中文科技期刊数据库（全文版）工程技术， 2017（1）：00249-00249.

[3] 许伟. 地铁车辆电气牵引系统的电气控制探讨[J]. 科技资讯， 2012， 000（035）：48-48.

[4] 王洪宇. 关于地铁车辆电气牵引系统的电气控制分析与探讨[J]. 环球市场， 2019（13）.