摘 要：隨著工業(yè)社會逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⑸鐣?，國家各方面的技術手段上也在不斷的進行創(chuàng)新發(fā)展。鐵路機車牽引技術的發(fā)展歷程充分展示了我國技術手段發(fā)展的歷程。因此，文章中闡述了電力電子技術與鐵路機車牽引動力的發(fā)展。

關鍵詞：鐵路機車；電力電子技術；牽引動力

引言

鐵路機車技術的發(fā)展過程充分的展示了實際技術手段發(fā)展的歷程。近幾年隨著社會科技的逐漸發(fā)展，在鐵路機車牽引技術發(fā)展的歷程上逐漸開始利用電力電子技術對其進行完善，從而提高鐵路機車業(yè)的發(fā)展。

1 鐵路機車技術的發(fā)展史

1.1 1879年

蒸汽機車是人類機車歷史舞臺中的先驅(qū)者，隨著機械時代的發(fā)展，人們利用地電力技術取代了蒸汽技術，并且發(fā)明了電力機車。其中第一臺鐵路機車技術的產(chǎn)生時間為1879年，其主要的機車牽引技術是依靠直流供電的方式進行牽引作為機車驅(qū)動力[1]。

1.2 1965年

在1965年，世界上第一輛晶閘管整流器機車問世。該輛機車的問世標志著人類向電力電子時代有邁進了一步。此外，在該時期內(nèi)除了使用了以上的幾種技術手段，通過電力電子技術的發(fā)展，開始采用50Hz和60Hz的工頻電，人類開始步入了電力技術發(fā)展的時代[2]。

1.3 20世紀70年代

20世紀70年代初期電力電子技術進一步得到了發(fā)展，開始逐漸采用一步交流傳動系統(tǒng)為機車提供牽引力。隨后，隨著電力電子技術的逐漸發(fā)展，到80年代初期，大功率可關斷電力半導體的問世，進一步促進了全球機車牽引力的發(fā)展[3]。

2 現(xiàn)代化電力電子技術

2.1 電力電子技術

電力電子技術是技術發(fā)展的成果，其中主要是使用電力電子器件對電能進行控制，從而采用變換和控制技術滿足各種設備的需求。電子電力技術在對電進行變化的過程中可以從1W以下～GW之間進行不斷的變化[4]。因此，主要被應用于電力交換中。在機車牽引力傳動系統(tǒng)中應用電力電子技術能夠更加完美和準確的對設備的用電情況進行控制，從而為傳動裝置的調(diào)速和控制提供有力的保障。由此得出機車牽引力應用的主要系統(tǒng)。

2.2 電力電子技術優(yōu)勢

電力電子技術在其發(fā)展和應用過程中作為交流電動機牽引力使用具有其獨特的優(yōu)勢，下面針對其優(yōu)勢進行分析：第一，交流電機體積較少，在其應用過程中具有質(zhì)量輕、功率大、空間小的特點。電力電子技術的應用能夠有效的改善傳統(tǒng)機車牽引技術中應用上設備較大，安裝和運行時間較長的弊端。此外，使用電力電子技術能夠改善鐵路輪軌之間的作用力，從而使用鐵路高速運轉(zhuǎn)的需求，最終從整體上提高了鐵路速度。第二，利用電力電子技術能夠使用交流電動機對其進行功率維持。傳統(tǒng)的電力技術應用過程對穩(wěn)定恒定的大功率的速度范圍進行穩(wěn)定，從而能夠持續(xù)性的為鐵路機車提供原動力，實現(xiàn)貨運客車的發(fā)展。第三，利用電力電子技術后對交流電能夠進行電動機無換向器控制，從而消除了電刷與轉(zhuǎn)向器磨損，進一步提高了鐵路運行中的可靠性，從而降低了鐵路工作過程中的制造和維修成本。第四，利用電力電子技術能夠?qū)崿F(xiàn)使用異步交流電動機，從而提高了牽引性能。此外，隨著電力電子技術的逐漸應用，能夠有力的提高黏著利用率，從而適當?shù)母冒l(fā)揮牽引力，促進鐵路機車的運行。

3 現(xiàn)代化鐵路機車技術

3.1 鐵路機車技術

隨著電力電子技術的逐漸發(fā)展，人們已經(jīng)不滿足與使用交流電對牽引力進行控制，傳統(tǒng)的交流電動機已經(jīng)不能夠滿足人們的日常生活。因此，人們開始逐漸建立了現(xiàn)代化鐵路機車技術。鐵路機車技術主要是在傳統(tǒng)交流電的基礎上使用多頻交流電為其提供牽引力驅(qū)動。1983年世界上首批BR120性大功率干線交流傳動電力機車的產(chǎn)生，被德國聯(lián)邦鐵路認可，并且廣泛的進行了應用。

3.2 鐵路機車技術優(yōu)勢

與傳統(tǒng)的鐵路機車技術相比，近幾年隨著鐵路機車技術發(fā)的發(fā)展住進開始采用交流傳動系統(tǒng)技術手段對其進行技術革新，該項技術手段的使用優(yōu)勢主要表現(xiàn)為以下幾方面：

第一，利用交流傳動電力電子技術能夠采用四象限脈沖變流

器，而四象限脈沖變流器的應用能夠降低機車在電網(wǎng)中電流諧波的分量，從而從整體上改善了鐵路電力系統(tǒng)供電的品質(zhì)，進一步解除了鐵路信號傳遞工程中受到交流電動機造成的信號干擾現(xiàn)象。

第二，利用交流傳動電力電子技術能夠使供電電網(wǎng)的電工功率發(fā)生改變，更加趨近于1功率，最終降低電網(wǎng)的損耗。此外，在現(xiàn)代鐵路機車技術中應用的交流傳動電力電子技術能夠通過再生制動的方式不斷的向電網(wǎng)進行電能的反饋，從而從整體上提高電網(wǎng)內(nèi)電能質(zhì)量，起到節(jié)約電能的效果。

第三，利用交流傳動電力電子技術能夠改變原有鐵路機車向前、向后，牽引和制動之間的操縱關系。通過使用位置轉(zhuǎn)換開關，在主電路上對其進行轉(zhuǎn)換，從而縮短人工轉(zhuǎn)換中的時間，提高鐵路前后轉(zhuǎn)換、牽引和制動之間的效率。此外，該種鐵路機車技術的操作較為簡單，可靠性更高。

4 我國鐵路機車牽引及電力電子技術的現(xiàn)狀

鐵路機車牽引領域是國家內(nèi)部技術發(fā)展的一種標志?，F(xiàn)階段我國能夠自主研發(fā)和制造直流傳動電力機車，其中截止到2006年已經(jīng)自主研發(fā)了“韶山”系列品牌，并且逐漸進行了技術完善和改革。截止到2010年我國自主研發(fā)的電力機車已經(jīng)超過7000萬臺，其中有90%以上正在運行的鐵路機車均為我國自主研發(fā)和生產(chǎn)的設備。在鐵路機車電力電子技術中已經(jīng)能夠?qū)?00KW～900KW的交流電進行控制，其傳動軸制造技術也不斷進行了完善，從原有的C0-C0和B0-B0逐漸發(fā)展到B0-B0-B0和2（B0-B0），此外，還研發(fā)了2（C0-C0）等軸式。我國自主研制的直流電傳動系統(tǒng)東風系列內(nèi)燃機成為我國貨運運輸?shù)闹饕獧C型。

此外，我國通過自主研發(fā)逐漸研制出斬薄調(diào)壓技術，該技術原理主要是利用無觸點的開關對其使用脈沖方式將接觸網(wǎng)電壓直接引用到牽引電動機上，從而改變傳統(tǒng)脈沖所占的空間比例，從而可以在0%到100%接觸網(wǎng)電壓范圍內(nèi)進行連續(xù)性的電動機電壓改變。該項技術的研發(fā)進一步促進了我國鐵路機車牽引力及電力電子技術的發(fā)展。在90年代初期我國研制了1MW的大功率交流電傳動系統(tǒng)，從而進一步促進了我國原型機車的研究，自此，我國鐵路機車牽引力研發(fā)也成功的步入了電子時代，開始利用電子信息技術對其進行驅(qū)動力的改變，從而實現(xiàn)地鐵、電力機車等自主研發(fā)設備的應用。

5 結束語

文章中首先概述了鐵路機車的發(fā)展歷史，從不同時期內(nèi)對鐵路機車牽引力及電力電子技術的發(fā)展情況進行分析和總結，從而進一步掌握了鐵路牽引力及電力電子技術的發(fā)展；其次，文章中對電力電子技術中交流電動機牽引力及交流傳動電動機牽引力進行了分析，發(fā)現(xiàn)二者在使用過程中均具有一定的優(yōu)勢。因此，未來在鐵路牽引力應用過程中應該根據(jù)實際情況對其進行合理的選擇，以提高鐵路牽引力技術的發(fā)展。最后，通過文章的研究中能夠明確的料及我國電力電子技術和鐵路牽引力形成和發(fā)展的過程中，為其未來發(fā)展提供了發(fā)展方向。

參考文獻

[1]張大勇.電力電子技術發(fā)展與電氣牽引創(chuàng)新[J].機車電傳動，2014，5（2）：1-5.

[2]郭依超，李廉楓，鄧伯勇.內(nèi)燃-電力雙動力源機車在我國的市場前景分析[J].技術與市場，2016，1（5）：99-100.

[3]周廷美，張廷雷，莫易敏，等.基于SOBA的鐵路機務段檢修管理系統(tǒng)的研究[J].武漢理工大學學報（信息與管理工程版），2014，6（3）：777-781.

[4]康勁松，陳艷平.高速列車牽引變流器的故障機制及可靠性模型[J].機電一體化，2013，9（5）：89-94.