陳振

摘要：在我國地鐵車輛牽引控制系統(tǒng)中，電氣化的牽引系統(tǒng)一直是整個(gè)地鐵車輛控制系統(tǒng)的重要核心，能夠有效保證車輛的安全，實(shí)現(xiàn)地鐵車輛的遠(yuǎn)程牽引和高速制動(dòng)。在保證地鐵車輛的正常運(yùn)行過程中，電動(dòng)列車牽引控制系統(tǒng)更是起著重要的保護(hù)作用，對(duì)防止地鐵列車的電動(dòng)故障發(fā)生起著自動(dòng)控制和故障診斷的重要作用。

關(guān)鍵詞：地鐵;電氣牽引;控制

引言：

地鐵車輛的電氣控制牽引系統(tǒng)的基本構(gòu)造非常復(fù)雜，特別是與其對(duì)應(yīng)的電氣控制系統(tǒng)控制機(jī)車電氣設(shè)備和機(jī)車零部件的復(fù)雜構(gòu)造，為保證地鐵車輛的穩(wěn)定高速運(yùn)行提供強(qiáng)大動(dòng)力。只要能夠保證電氣系統(tǒng)的有效穩(wěn)定運(yùn)行，就一定可以有效保證地鐵車輛的穩(wěn)定安全運(yùn)行。這里主要介紹地鐵車輛的基本動(dòng)力運(yùn)行狀況和電動(dòng)列車牽引系統(tǒng)的基本構(gòu)成性能特征。

一、地鐵車輛的牽引系統(tǒng)

地鐵的動(dòng)態(tài)變化可以分為三個(gè)主要階段。如圖一為地鐵的牽引系統(tǒng)。第一階段是地鐵車輛的初期加速啟動(dòng)，車輛內(nèi)部整體結(jié)構(gòu)處于初期加速啟動(dòng)狀態(tài)。第二階段主要目標(biāo)是保證地鐵沿線車輛的穩(wěn)定均速運(yùn)行，車輛基本處于均速穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。第三階段，在地鐵車輛的急減速動(dòng)作停止，車輛的輪胎車輪等零部件可能會(huì)再次受到嚴(yán)重?fù)p傷。特別重要的是這第一步的階段和第三步的階段[1]。

二、地鐵車輛的電氣牽引系統(tǒng)的特征

地鐵車輛的安全制動(dòng)保護(hù)裝置安全可以有效保證地鐵車輛的安全穩(wěn)定運(yùn)行。目前，中國軌道交通行業(yè)正在使用的電動(dòng)混合制動(dòng)輔助裝置主要部分是采用電控和混合制動(dòng)模式。

地鐵線路車輛車體電氣牽引系統(tǒng)的基本構(gòu)造主要由電動(dòng)受電弓、牽引式發(fā)電機(jī)、高壓罐、牽引器和逆變器、制動(dòng)器和電阻、避雷器等部分構(gòu)成。高壓罐由主材料分離器和開關(guān)元件構(gòu)成。對(duì)應(yīng)的高速充電設(shè)備和高速高壓斷路器，車廂里主要由兩個(gè)大型受控集電弓連接構(gòu)成。為了有效防止一個(gè)輔助驅(qū)動(dòng)逆變器和一個(gè)牽引驅(qū)動(dòng)逆變器因一個(gè)高壓故障而使電弓停止，這些輔助受電弓是電源發(fā)送給一個(gè)電源驅(qū)動(dòng)單元所必必需的一個(gè)高壓直流電能，如果一個(gè)輔助受電弓發(fā)生高壓故障另一個(gè)輔助受電弓還停止可以直接促進(jìn)一個(gè)驅(qū)動(dòng)逆變器和牽引逆變器的正常供電動(dòng)作。另外，牽引系統(tǒng)也搭載了一臺(tái)牽引電源逆變器。提高列車點(diǎn)火源電壓電流輸入的穩(wěn)定性，作為列車能量流的緩沖，地鐵車輛上的牽引系統(tǒng)由各種控制電路和驅(qū)動(dòng)設(shè)備共同構(gòu)成，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和運(yùn)行常常需要各種相關(guān)驅(qū)動(dòng)電路板和設(shè)備的大力支持。在許多剎車設(shè)備中，汽車快速停車和緊急減速與車輛剎車支撐裝置的支撐不可分割，因此車輛剎車用的裝置可以有效率的保證地鐵的安全正常運(yùn)行。電阻聯(lián)合制動(dòng)、再生制動(dòng)、機(jī)械再生制動(dòng)主要通過機(jī)車的連續(xù)動(dòng)力壓縮制動(dòng)來結(jié)合實(shí)現(xiàn)，電阻聯(lián)合制動(dòng)和機(jī)械再生制動(dòng)主要由鐵路的機(jī)車電磁聯(lián)合制動(dòng)和高速鐵路的列車電磁制動(dòng)來結(jié)合實(shí)現(xiàn)，地鐵的電磁系統(tǒng)牽引電源能將鐵路動(dòng)能穩(wěn)定地釋放轉(zhuǎn)化成電能。另外，將不能再生的牽引能源也釋放回鐵路電網(wǎng)，向其他鐵路車輛提供新的牽引能源[2]。

三、地鐵車輛的牽引系統(tǒng)的電氣控制

（一）地鐵車輛牽引系統(tǒng)的交流傳動(dòng)控制

在所有地鐵牽引車輛的各種牽引傳動(dòng)技術(shù)中，移動(dòng)器設(shè)計(jì)技術(shù)一直是非常重要的牽引技術(shù)，是所有地鐵牽引車輛所最為需要的牽引技術(shù)，移動(dòng)器設(shè)計(jì)技術(shù)主要是以一種大功率半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)器件設(shè)計(jì)為技術(shù)基礎(chǔ)的。如圖二，為地鐵車輛的牽引系統(tǒng)的電氣控制圖。除了總線移動(dòng)器控制技術(shù)之外，一般的總線移動(dòng)控制技術(shù)中還有低精度感應(yīng)率的總線控制技術(shù)、光纖數(shù)據(jù)傳輸和總線隔離控制技術(shù)、冷卻控制技術(shù)等。通過這些供電技術(shù)的有效綜合運(yùn)用，可以更有效地實(shí)現(xiàn)地鐵車廂正常運(yùn)行運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，列車牽引的連續(xù)直流電源供電。同時(shí)還可完成機(jī)械能和電能的有效轉(zhuǎn)換。另外，通過自然管風(fēng)冷技術(shù)，整體的牽引過程更加高效便利，系統(tǒng)整體的運(yùn)行負(fù)荷大幅提高。除了采用地鐵長期運(yùn)行車輛中的高速移動(dòng)式和鏟車等技術(shù)外，還更加有效地安全保障了我國地鐵運(yùn)行車輛的電氣系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。交流信號(hào)傳遞器的控制系統(tǒng)技術(shù)實(shí)際上也就是基于交流逆變器的數(shù)據(jù)采集控制技術(shù)。通過有效運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)，可以有效解決地鐵運(yùn)營中的問題[3]。

（二）牽引力控制

在地鐵車輛的正常運(yùn)行、行駛過程中，控制器和自動(dòng)剎車控制裝置一般會(huì)對(duì)列車牽引機(jī)和逆變器啟動(dòng)發(fā)出一定的控制指令。牽引電源逆變器必須接受這些電路指令集并進(jìn)行一定的電路判斷。實(shí)現(xiàn)了對(duì)地鐵沿線車輛的遠(yuǎn)程牽引自動(dòng)控制，控制速度的要素很多。車輛的運(yùn)行速度已經(jīng)超過一定速度范圍時(shí)，即使列車駕駛員的自動(dòng)控制器沒有自動(dòng)發(fā)出車輛相應(yīng)的控制指令，列車的運(yùn)行速度也可能會(huì)自動(dòng)調(diào)整并達(dá)到其他控制系統(tǒng)，從而切斷牽引輸出[4]。只有車輛的運(yùn)行速度恢復(fù)到正常速度范圍時(shí)才會(huì)解除封鎖。車輛行駛中遇到坡道的話，可以提高加速功能，使車輛得到相應(yīng)的加速度。保證車輛正常運(yùn)行。

四、結(jié)束語

在整個(gè)地鐵運(yùn)行的全過程中，地鐵列車牽引系統(tǒng)的性能好壞直接就會(huì)影響整個(gè)地鐵列車運(yùn)行的安全和運(yùn)行效率。只要能夠保證地鐵普通車輛自動(dòng)牽引系統(tǒng)的穩(wěn)定開通運(yùn)行，地鐵就一定可以安全穩(wěn)定開通運(yùn)行。電氣控制系統(tǒng)是整個(gè)地鐵的電氣牽引系統(tǒng)的一個(gè)核心。電控控制技術(shù)的快速發(fā)展直接也會(huì)影響地鐵列車牽引系統(tǒng)的正常運(yùn)行。電氣化牽引系統(tǒng)對(duì)保證地鐵的正常通行、運(yùn)營安全起著重要的保障作用，也是保證地鐵正常運(yùn)營不可或缺的一部分。提高高速地鐵運(yùn)行的制動(dòng)安全性，對(duì)地鐵運(yùn)行過程中的車輛地鐵電動(dòng)車廂可以形成有效的減速制動(dòng)和動(dòng)力牽引。因此，在日常安全檢查運(yùn)行過程中，必須注意加強(qiáng)地鐵車輛日常維護(hù)，掌握列車制動(dòng)系統(tǒng)控制和列車牽引傳動(dòng)控制，提高地鐵車輛正常運(yùn)行的安全性。

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， 2016， 14（012）：196-197.

[2] 陳悅林， 鄧艷俊， 秦志偉. 地鐵車輛電氣牽引系統(tǒng)的電氣控制探討分析[J]. 中文科技期刊數(shù)據(jù)庫（全文版）工程技術(shù)， 2017（1）：00249-00249.

[3] 許偉. 地鐵車輛電氣牽引系統(tǒng)的電氣控制探討[J]. 科技資訊， 2012， 000（035）：48-48.

[4] 王洪宇. 關(guān)于地鐵車輛電氣牽引系統(tǒng)的電氣控制分析與探討[J]. 環(huán)球市場(chǎng)， 2019（13）.