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        地鐵車(chē)輛電氣牽引系統(tǒng)的電氣控制探討

        2017-03-10 18:49:06原永峰范文龍
        環(huán)球市場(chǎng) 2017年3期
        關(guān)鍵詞:電氣控制電氣列車(chē)

        原永峰 范文龍

        沈陽(yáng)地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)分公司

        地鐵車(chē)輛電氣牽引系統(tǒng)的電氣控制探討

        原永峰 范文龍

        沈陽(yáng)地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)分公司

        電氣牽引系統(tǒng)是地鐵車(chē)輛正常運(yùn)行中不可缺少的系統(tǒng),其能保障車(chē)輛的安全,實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的牽引與制動(dòng),所以日常的車(chē)輛檢修工作要對(duì)其格外重視。而電氣控制主要是牽引控制和制動(dòng)控制,需要熟練掌握,基于此,本文將著重分析探討地鐵車(chē)輛電氣牽引系統(tǒng)的電氣控制,以期能為以后的實(shí)際工作起到一定的借鑒作用。

        地鐵車(chē)輛;電氣牽引;控制

        1 引言

        地鐵車(chē)輛的電氣牽引系統(tǒng)是車(chē)輛運(yùn)行的保障性系統(tǒng),其主要是負(fù)責(zé)為車(chē)輛運(yùn)行提供所需的電能。在城市軌道交通不斷發(fā)展的過(guò)程中,地鐵車(chē)輛的檢修工作越來(lái)越繁重,而電氣牽引系統(tǒng)是地鐵車(chē)輛正常運(yùn)行中不可缺少的系統(tǒng),其能保障車(chē)輛的安全,實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的牽引與制動(dòng),所以日常的車(chē)輛檢修工作要對(duì)其格外重視,有必要在以后的工作中得到我們進(jìn)一步研究探討。

        2 地鐵車(chē)輛電氣牽引系統(tǒng)特點(diǎn)

        2.1 車(chē)輛主要技術(shù)參數(shù)

        3動(dòng)(M)3拖(T)6輛固定編組:+Tc-Mp-M-T-MP-Tc+平均加速度:在超員情況下,在平直線(xiàn)路上,車(chē)輪半磨耗狀態(tài),額定電壓DC750V時(shí)。列車(chē)從0加速到40km/h≥0.9m/s2列車(chē)從0加速到100km/h≥0.6m/s2平均制動(dòng)減速度:在額定載員情況下,在平直線(xiàn)路上,車(chē)輪半磨耗狀態(tài),列車(chē)在最高運(yùn)行速度100km/h時(shí),從給制動(dòng)指令到停車(chē)時(shí)。最大常用制動(dòng)≥1.0m/s2,緊急制動(dòng)≥1.2m/s2;列車(chē)縱向沖擊率≤0.75m/s3。

        2.2 系統(tǒng)特點(diǎn)

        1)牽引及其控制采用為每臺(tái)牽引逆變器有一臺(tái)TCU控制單元控制并驅(qū)動(dòng)4臺(tái)交流牽引電機(jī)。2)交流牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)矩采用帶速度傳感器的矢量控制,速度傳感器不能長(zhǎng)期用于調(diào)節(jié)過(guò)程,只有在低速區(qū)(轉(zhuǎn)子頻率低于5Hz)及出現(xiàn)空轉(zhuǎn)/打滑的情況下才使用。3)列車(chē)制動(dòng)采用優(yōu)先使用電力再生制動(dòng),當(dāng)電網(wǎng)不能吸收此能量,投入空氣制動(dòng)。在引入空氣制動(dòng)的之前投入制動(dòng)過(guò)渡電阻,保證在電氣制動(dòng)與空氣制動(dòng)之間順利過(guò)渡。4)列車(chē)不設(shè)置貫通高壓母線(xiàn),每個(gè)動(dòng)車(chē)受流器只負(fù)責(zé)本車(chē)牽引逆變器供電。TC車(chē)與M車(chē)之間設(shè)有母線(xiàn),列車(chē)過(guò)斷電區(qū)時(shí),TC車(chē)受流器對(duì)鄰近的M車(chē)牽引逆變器供電,保證列車(chē)能安全通過(guò)線(xiàn)路任何一處斷電區(qū)。

        3 地鐵車(chē)輛電氣牽引系統(tǒng)的電氣控制

        3.1 地鐵電氣牽引系統(tǒng)的交流傳動(dòng)控制

        在地鐵車(chē)輛的電氣牽引技術(shù)之中,牽引變流技術(shù)是一種非常重要的技術(shù),牽引變流技術(shù)是以功率較大的半導(dǎo)體器件作為基礎(chǔ),除了牽引變流技術(shù)之外,常見(jiàn)的變流技術(shù)還有疊壓低感母排技術(shù)、光纖傳輸與隔離技術(shù)以及冷卻技術(shù)等,這些技術(shù)在地鐵車(chē)輛電氣牽引系統(tǒng)中都有著非常廣泛的應(yīng)用,通過(guò)對(duì)于這些技術(shù)的有效應(yīng)用,可以使得地鐵既能夠安全地完成牽引工作,同時(shí)又能夠完成直流能量的有效變換。所謂的交流傳動(dòng)控制技術(shù),它實(shí)質(zhì)上是基于逆變器的一種集合技術(shù),通過(guò)對(duì)于異步電機(jī)控制技術(shù)、粘著控制技術(shù)、參數(shù)識(shí)別技術(shù)以及傳動(dòng)系統(tǒng)故障診斷與保護(hù)技術(shù)的有效結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了對(duì)于電流相互影響的控制,而且在地鐵線(xiàn)路運(yùn)行的過(guò)程中,往往還存在著許多線(xiàn)路運(yùn)行較為復(fù)雜的問(wèn)題,通過(guò)對(duì)于交流傳動(dòng)技術(shù)的有效利用,也可以使得這一問(wèn)題得到有效的解決,交流傳動(dòng)控制技術(shù)使得異步牽引電機(jī)控制理論變得更加具有實(shí)用性,地鐵列車(chē)在安全運(yùn)行以及控制方面都有著較高的要求,同時(shí)交流傳動(dòng)技術(shù)既滿(mǎn)足了安全運(yùn)行的需求,同時(shí)也滿(mǎn)足了控制方面的要求。

        3.2 牽引控制

        在車(chē)輛運(yùn)行的過(guò)程中,牽引逆變器會(huì)受到來(lái)自于司機(jī)控制器或是制動(dòng)裝置發(fā)出的牽引指令,并結(jié)合制動(dòng)控制裝置對(duì)其它信號(hào)的接收,完成對(duì)車(chē)輛的牽引控制。由于車(chē)輛的速度不會(huì)受到系統(tǒng)的限制,所以車(chē)輛速度超出一定界限的時(shí)候,系統(tǒng)將會(huì)將牽引力降到零并對(duì)其進(jìn)行封鎖。在車(chē)輛的速度回到正常范圍內(nèi)后,封鎖將被解除。另外,在沒(méi)有ATP的情況下,車(chē)輛的限速功能也將正常工作。因?yàn)檐?chē)輛的高加速功能會(huì)在遇到坡道時(shí)被啟動(dòng),所以在車(chē)輛遇到坡道的時(shí)候,系統(tǒng)會(huì)提供與坡度相當(dāng)?shù)募铀俣?,從而保證車(chē)輛的正常速度。

        3.3 電制動(dòng)控制

        地鐵車(chē)輛制動(dòng)主要是依靠機(jī)誡制動(dòng)和電制動(dòng)兩種方式,而電制動(dòng)又包括再生制動(dòng)和電阻制動(dòng),但是在實(shí)際的制動(dòng)過(guò)程中,這兩種制動(dòng)方式是存在一定的優(yōu)先級(jí)別的,一般情況下,在對(duì)車(chē)輛進(jìn)行制動(dòng)控制時(shí),首先是進(jìn)行再生制動(dòng),然后再進(jìn)行電阻制動(dòng),最后才進(jìn)行機(jī)誡制動(dòng)。但是為了取得更好地制動(dòng)效果和節(jié)約能源,往往也將再生制動(dòng)和電阻制動(dòng)、電制動(dòng)及機(jī)誡制動(dòng)混合起來(lái)使用,實(shí)現(xiàn)對(duì)于車(chē)輛的混合制動(dòng)控制。

        4 電氣控制模式

        在車(chē)輛運(yùn)行的過(guò)程中,牽引逆變器會(huì)受到來(lái)自于司機(jī)控制器或是列車(chē)網(wǎng)絡(luò)發(fā)出的牽引指令,并結(jié)合制動(dòng)控制裝置對(duì)其它信號(hào)的接收,完成對(duì)車(chē)輛的牽引控制。由于車(chē)輛的速度不會(huì)受到系統(tǒng)的限制,所以車(chē)輛速度超出一定界限的時(shí)候,系統(tǒng)將會(huì)將牽引力降到零并對(duì)其進(jìn)行封鎖。在車(chē)輛的速度回到正常范圍內(nèi)后,封鎖將被解除。另外,在沒(méi)有APT的情況下,車(chē)輛的限速功能也將正常工作。因?yàn)檐?chē)輛的高加速功能會(huì)在遇到坡道時(shí)被啟動(dòng),所以在車(chē)輛遇到坡道的時(shí)候,系統(tǒng)會(huì)提供與坡度相當(dāng)?shù)募铀俣?,從而保證車(chē)輛的正常速度。在車(chē)輛中,還設(shè)置有洗車(chē)運(yùn)行模式,在使用這一模式后,車(chē)輛的牽引系統(tǒng)將會(huì)斷開(kāi)牽引力的供給。

        5 結(jié)束語(yǔ)

        總而言之,地鐵車(chē)輛的電氣牽引系統(tǒng)是車(chē)輛運(yùn)行的保障性系統(tǒng),其主要是負(fù)責(zé)為車(chē)輛運(yùn)行提供所需的電能。在城市軌道交通不斷發(fā)展的過(guò)程中,地鐵車(chē)輛的檢修工作越來(lái)越繁重,而電氣牽引系統(tǒng)是日常檢修中的難點(diǎn),這就要求我們?cè)谝院蟮膶?shí)際工作中必須對(duì)其實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步研究探討。

        [1]許偉.地鐵車(chē)輛電氣牽引系統(tǒng)的電氣控制探討[J].科技資訊,2012,35:48.

        [2]胡倆.地鐵車(chē)輛電氣牽引系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].住宅與房地產(chǎn),2015,S1:122.

        [3]吳浩.地鐵車(chē)輛電氣牽引及控制系統(tǒng)研究[J].住宅與房地產(chǎn),2015,S1:157.

        [4]白海波.地鐵車(chē)輛電氣系統(tǒng)中牽引與輔助系統(tǒng)的故障與檢修[J].科技與創(chuàng)新,2014,10:27-28.

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