王藝霖

摘 ? 要：地鐵交通已經(jīng)在城市內(nèi)的出行方式中占據(jù)重要的位置，因此確保地鐵車輛的高質(zhì)量也是城市軌道交通發(fā)展的重要措施。保證地鐵車輛穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵部分是電氣牽引系統(tǒng)，所以電氣系統(tǒng)的無(wú)故障也是保證地鐵安全運(yùn)行的關(guān)鍵。本文分析了地鐵車輛電氣牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)，并進(jìn)一步分解了牽引系統(tǒng)工作原理。

關(guān)鍵詞：控制系統(tǒng) ?電氣牽引 ?地鐵車輛

中圖分類號(hào)：U264 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2020）02（b）-0080-02

地鐵車輛中的牽引系統(tǒng)包括各種控制電路和電力設(shè)備等內(nèi)容，車輛通過(guò)控制電路與設(shè)備，并通過(guò)兩者的配合給車輛提供牽引力保證車輛實(shí)現(xiàn)運(yùn)行。在實(shí)現(xiàn)車輛運(yùn)行的過(guò)程中，由于電氣控制的作用為車輛運(yùn)行提供了平穩(wěn)的牽引力，使車輛安全平穩(wěn)地運(yùn)行，同時(shí)也只有電氣制動(dòng)控制才能有效地實(shí)現(xiàn)車輛制動(dòng)。電氣牽引系統(tǒng)在車輛運(yùn)行的過(guò)程中為車輛持續(xù)提供電能以此保障地鐵車輛的正常運(yùn)行。那么要想保證地鐵車輛安全可靠地運(yùn)行，對(duì)該系統(tǒng)的維修和維護(hù)就十分重要。日常加強(qiáng)對(duì)車輛系統(tǒng)的檢修和維護(hù)是非常重要的也是保證車輛低故障率的關(guān)鍵。

1 ?地鐵車輛電氣牽引及控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

1.1 地鐵車輛電氣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

高壓箱：主隔離開(kāi)關(guān)、高速斷路器以及充電設(shè)是其結(jié)構(gòu)的主要組成部件。所有的列車的受電弓都會(huì)采用一個(gè)主用、一個(gè)備用的形式，為牽引系統(tǒng)中牽引與輔助逆變器可以正常工作，正是因?yàn)檐囕v動(dòng)力單元得到了高壓電源的保證才能確保車輛能夠安全平穩(wěn)地運(yùn)營(yíng)。

牽引逆變器：通過(guò)輸出端的支撐電容可以起到緩沖的作用從而保證和提高電壓的穩(wěn)定性。同時(shí)，濾波電抗器也能起到保持電壓穩(wěn)定的作用，從而保證逆變器安全運(yùn)行。

1.2 地鐵車輛電氣控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

地鐵車輛的制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)安全?？亢陀行Ы邓俚姆绞綖殡娮柚苿?dòng)、再生制動(dòng)兩種制動(dòng)方式。地鐵車輛的制動(dòng)方式除了再生制動(dòng)、電阻制動(dòng)還有另一種制動(dòng)方式為機(jī)械制動(dòng)，這也是為了更準(zhǔn)確地完成車輛安全停靠與降速，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障需要緊急降速或停止，也可以采用機(jī)械制動(dòng)的方式來(lái)完成。

再生制動(dòng)與電阻制動(dòng)的制動(dòng)原理相似，但是也存在一些區(qū)別，發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能如果輸出到電網(wǎng)上就會(huì)成為再生制動(dòng)，如果發(fā)出的電能輸出到電阻上就是電阻制動(dòng)。但是無(wú)論是再生制動(dòng)還是電阻制動(dòng)都是利用鐵路制動(dòng)電磁鐵和軌道電磁制動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)車輛制動(dòng)的，這兩種制動(dòng)方式是不同于機(jī)械制動(dòng)的，機(jī)械制動(dòng)是單純的由于機(jī)械運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生摩擦力，從而實(shí)現(xiàn)車輛制動(dòng)。地鐵車輛在安全運(yùn)行過(guò)程中，是需要先進(jìn)行再生制動(dòng)，在執(zhí)行該種制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)牽引電機(jī)將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，并將轉(zhuǎn)化的電能并入電網(wǎng)，而后將此電能傳輸給其他的車輛，由于動(dòng)能和電能之間的轉(zhuǎn)化可以確保其他車輛實(shí)現(xiàn)電阻制動(dòng)。要想在地鐵車輛安全運(yùn)行的過(guò)程中更好地實(shí)現(xiàn)停靠和降速一定是需要多種制動(dòng)方式相互協(xié)作，更好地配合來(lái)完成。

2 ?電氣控制系統(tǒng)

2.1 牽引控制

列車ATO裝置或者司機(jī)控制器向牽引逆變器發(fā)送牽引命令以及給定值，然后綜合從制動(dòng)控制裝置接收到的信號(hào)，對(duì)列車實(shí)施牽引與控制。由于牽引系統(tǒng)配備有限速裝置，待列車超過(guò)限定值時(shí)，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)封鎖牽引力，導(dǎo)致?tīng)恳ο陆抵亮?，直到速度符合?biāo)準(zhǔn)以后再恢復(fù)。在進(jìn)行坡道救援時(shí)，此系統(tǒng)可以輸出平時(shí)黏著系數(shù)1.15倍的牽引力，這樣列車便能將停在最大坡道的故障列車推開(kāi)，進(jìn)而疏通鐵路通道。列車還具有洗車運(yùn)行模式，開(kāi)啟此模式后，列車能在限速內(nèi)自動(dòng)控制牽引系統(tǒng)，根據(jù)列車的時(shí)速自動(dòng)切除與施加牽引力。

2.2 交流傳動(dòng)控制

通過(guò)綜合傳動(dòng)系統(tǒng)故障診斷與保護(hù)技術(shù)、電機(jī)控制技術(shù)等，能實(shí)現(xiàn)對(duì)電流互相影響的控制。在地鐵車輛行駛過(guò)程中，如果出現(xiàn)線路問(wèn)題，可以通過(guò)交流傳動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，找到問(wèn)題后能夠更好更快地解決問(wèn)題。地鐵車輛在安全行駛過(guò)程中對(duì)牽引控制系統(tǒng)及功能有很高的要求，但恰巧交流傳動(dòng)控制技術(shù)的高標(biāo)準(zhǔn)可以達(dá)到這種要求，可以更好地完成牽引控制的同時(shí)又可以滿足車輛的安全運(yùn)行。目前，我國(guó)的牽引變流技術(shù)與冷卻技術(shù)、隔離技術(shù)等都是比較常見(jiàn)的變流技術(shù)，同時(shí)這些手段不僅是其他領(lǐng)域，尤其在地鐵車輛的電氣控制中也被廣泛使用，更起到了非常重要的作用。值得一提的是這些技術(shù)不但將直流能量進(jìn)行完美的交換而且可以保證地鐵車輛的牽引工作的安全性、穩(wěn)定性。

2.3 電制動(dòng)控制

由于電制動(dòng)以及空氣制動(dòng)均為地鐵車輛的制動(dòng)方式，本文著重介紹一下電制動(dòng)。電制動(dòng)方式包括電阻制動(dòng)、再生制動(dòng)。由于地鐵車輛的車型、重量、設(shè)計(jì)、軌距等不同對(duì)制動(dòng)力的要求也不相同，車輛系統(tǒng)會(huì)優(yōu)先選擇電制動(dòng)力，主要目的還是為了降低閘瓦磨耗并節(jié)約電耗。車輛在執(zhí)行電制動(dòng)的時(shí)候會(huì)自動(dòng)使用電網(wǎng)吸收再生能量，VVVF 控制單元連續(xù)監(jiān)控電網(wǎng)狀態(tài)，檢查能量的吸收狀況。如果電網(wǎng)電壓升高的原因一定是由于電網(wǎng)無(wú)法吸收電能或者吸收能力不足導(dǎo)致;如果電網(wǎng)電壓大于1700V，系統(tǒng)將會(huì)控制制動(dòng)電阻進(jìn)行工作，將滿足需要以外的能量轉(zhuǎn)換成熱能進(jìn)而排除。當(dāng)系統(tǒng)失控、故障導(dǎo)致電制動(dòng)力無(wú)法達(dá)到要求時(shí)再由空氣制動(dòng)進(jìn)行工作完成制動(dòng)。

3 ?電氣控制模式

在地鐵車輛運(yùn)行過(guò)程中，牽引逆變器會(huì)出現(xiàn)一些突發(fā)的問(wèn)題，例如發(fā)動(dòng)設(shè)備會(huì)帶來(lái)一些影響因素，進(jìn)而影響牽引逆變器的正常工作。此時(shí)，應(yīng)綜合控制設(shè)備多方面的內(nèi)容，來(lái)滿足地鐵車輛高速運(yùn)行時(shí)對(duì)其各個(gè)系統(tǒng)的要求。

首先，需要整合地鐵車輛能夠接收到的一切工作指令，進(jìn)行分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)有效的操作設(shè)備，同時(shí)又能夠保證在牽引的基礎(chǔ)上更高效地控制操作，這樣能夠保證車輛運(yùn)行效率可以在很大程度上得到提高和改善，降低地鐵車輛的行車風(fēng)險(xiǎn)。

其次，可以控制地鐵車輛的行車速度，不但能夠保證行車安全還能更好地實(shí)現(xiàn)地鐵設(shè)備的內(nèi)部電控模式。對(duì)移動(dòng)范圍地鐵車輛的運(yùn)行進(jìn)行有效的控制，可以確保地鐵車輛穩(wěn)定、安全地運(yùn)行，也可以有效地降低故障率。實(shí)施電氣控制能有效保證地鐵安全行駛，在合理范疇內(nèi)控制地鐵運(yùn)行效率，防止出現(xiàn)超速等運(yùn)行問(wèn)題，消除地鐵運(yùn)行的安全隱患。

4 ?結(jié)語(yǔ)

在地鐵車輛的安全運(yùn)行過(guò)程中牽引系統(tǒng)起到了非常重要的作用，可以說(shuō)牽引系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)車輛運(yùn)行的基礎(chǔ)，它的安全性、可靠性也是保證地鐵車輛安全運(yùn)行的基礎(chǔ)和保障。那么如何更好地實(shí)現(xiàn)有效地制動(dòng)和牽引是從業(yè)者需要不斷研究的內(nèi)容。想要更好的維修和維護(hù)牽引系統(tǒng)，需要在日常對(duì)地鐵車輛的牽引系統(tǒng)進(jìn)行日檢、周檢、月檢，而且在檢驗(yàn)的過(guò)程中需要加大檢查力度，需要從業(yè)人員對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)和牽引系統(tǒng)的理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)知識(shí)熟練掌握，從而提高地鐵車輛運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性和可靠性。由于在地鐵車輛的安全運(yùn)行過(guò)程中牽引系統(tǒng)的重要程度，設(shè)計(jì)師不能單純地考慮檢修和維護(hù)，還需要在設(shè)計(jì)上對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化、升級(jí)，保證系統(tǒng)已有的優(yōu)勢(shì)下，升級(jí)革新，更好地發(fā)揮該系統(tǒng)的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 白洋，李沖. 地鐵車輛電氣牽引系統(tǒng)的電氣控制[J]. 建材發(fā)展導(dǎo)向（上），2016（12）：196-197.

[2] 白海波. 地鐵車輛電氣系統(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.

[3] 肖偉福. 地鐵車輛電氣牽引系統(tǒng)的電氣控制探討[J]. 科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2016（17）：83-84.