叶逸舸

摘 要：电气牵引技术在现代城市轨道交通车辆中的应用，不仅能够令轨道交通车辆运行过程中的功率符合要求，而且能够有效实现对轨道车辆的控制，对于提高现代轨道交通车辆运行过程中的可靠性和稳定性，具有显著意义。除此之外，电气牵引技术的应用可以令轨道交通车辆快速稳定制动，为乘客的人身安全提供保障。

关键词：轨道交通;车辆电气;牵引技术

中图分类号：U27;U23 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2021）05-086-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.05.041

1 牵引逆变器的发展

进入城市铁路的车辆，大部分使用电力能源。在输电技术和科学研究中，根据目前的特点，大城市偏离轨道交通的指导方法可以由两种类型的差动电流和互交流驱动。物理原理是电能即将进入电动增压发动机时，涡轮发动机成功完成对驾驶车辆的引导，并使用快速流动的自身惯性。先导式增压发动机的结构非常复杂，因此直流斩波通常通过将斩波电压调节与相位控制电压调节相结合的半控单相整流器完成。随着技术的进一步发展，异步处理电机的直接交流驱动系统已广泛用于轨道运行车辆的惯性传动系统。随着变频调速和电压值转换器的出现，相互交换已成为驱动技术的主流。

2 轨道车辆牵引控制发展现状

全面控制核心技术信息，综合应用计算机技术，通信设备是确保车辆自身运行过程中的及时性、可靠性和有效性，确保软件系统满足操作要求。轨道交通车辆的设备后面是内部配电变压器、电气控制等以及控制软件系统，主要包括长途列车控制、传动部分和车辆控制模块等功能。其次，高速列车控制模块负责管理和监视长途列车的当前状态，对列车运行中的故障原因进行临床诊断。监控行驶中的车辆和控制功能模块，可以用传统形式控制高速铁路列车的最大功率单位。系统的可控制范围主要包括具有逆变器基本功能的光伏逆变器和脉波整流电路等，以及辅助转换器[1]。日本平台的高功率密度和高功率输出密度之间存在很大差异。

3 现代轨道交通车辆电气牵引技术的特点

作为推动我国公共交通运输实现阶段性发展的重要力量，电气牵引技术自身具有很多显著特点。首先，电气牵引技术的应用是通过多个电气系统之间的组合协作实现的，各个电气系统之间互相独立的同时，能够彼此合作，构成一个有机的整体，进而发挥更大的作用。更为重要的是，电气牵引技术具有信息化和自动化特点，且随着电气牵引技术的不断发展，其信息化水平和自动化水平也在不断提高。其次，与普通汽车相比，在现代轨道交通车辆中应用电气牵引技术后，轨道交通车辆运行过程中产生的尾气和噪音污染会大大减少，对于城市的可持续发展和自然环境保护具有重要意义。再次，与传统牵引方式相比，采用电气牵引方案，对于轨道交通企业的运营成本具有有效的控制作用，可以提高企业的经济效益[2]。最后，作为非自给式牵引动力，电气牵引式轨道交通车辆的动力不是靠燃料供给，而是由牵引力作为轨道交通车辆的运行动力。在电气牵引力作用下，轨道交通车辆的重量会明显下降，总功率明显提高，轨道车辆起步时需要花费的时间比较短，加速度也十分快，大大提高了城市轨道交通车辆的便捷性。

4 轨道交通车辆电气牵引技术的主要应用系统

4.1 电气控制系统

对于电气牵引技术在现代轨道交通车辆运行过程中的應用而言，电气控制系统发挥着不可或缺的作用。通过电气控制系统的运行，电动机在轨道车辆运行过程中发挥着有效的控制作用，对各电气牵引相关的各项具体控制措施进行落实。轨道交通车辆在电气牵引技术的作用下进行启动时，电气控制系统会对电能和动能进行相应转换，确保轨道交通车辆顺利启动。除此之外，对于和轨道交通车辆相连的电网系统，电气控制系统也能进行一定的控制，使电动马达在运行过程中具有较高的合理性，减少电能功率在运行过程中的浪费。作为电气控制系统的主要组成部分，牵引逆变器发挥着导通关断的作用，这一作用主要通过IGBT顺序实现，可以对直流电压进行转换，使其成为三相交流电，具有可调幅值和可调频率，最后将三相交流电传送到牵引电机中。IGBT逆变器的应用能够实现故障保护和自诊断功能，同时在一定程度上还具有自动排除故障的作用。与传统牵引逆变器相比，IGBT具有节约能源、降低污染的作用。而且，随着相关技术的发展成熟，其信息网络化、数字化等优势也越来越明显。

4.2 牵引系统

由于现代部分轨道交通采用第三轨供电，轨道车辆在实际运行和电路方面具有很高的相似性，故此牵引系统在电气牵引技术应用过程中，具有至关重要的配合作用，其质量水平是决定电气牵引技术应用水平的关键因素。基于现代轨道交通车辆的特性，要求电气牵引系统的恒定引力不能大于43.3km/h，速度要控制在43.33km/h～65km/h之间。在设定电气牵引条件时，要对电气牵引力基于轨道车辆的负载情况进行自动调节，对车辆载荷范围内的牵引力要进行合理确定，这样才能确保轨道车辆运行过程中始终能够达到额定牵引的标准状态。为了保证轨道交通车辆的运行稳定性和高效性，使电制动力的速度处于比较稳定的状态，需要对电制动力与电气牵引系统之间的配合性和适应性进行调节[3]。

5 电气自动化技术应用案例

5.1 智能驾驶技术应用

随着城市人口体量越来越大，路面汽车交通已然十分拥挤，经常存在交通堵塞及交通事故等情况。在此情况下，大力发展轨道交通对于缓解城市出行压力有着重要意义，同时也可保障交通系统长期健康稳定运行。纵观现阶段所应用的城市轨道交通技术，其中自动驾驶技术无疑有着重要应用潜力，可以实现城市轨道交通的自主、自动驾驶，是未来轨道交通建设发展的必然趋势。该技术主要指在城市轨道交通系统中融入电气自动化技术，并借助卫星定位及自动化监控等技术手段，实现对轨道交通的全程监管与自动化处理，有效保障自动化技术落地与应用。

5.2 通信技术应用

对于城市轨道交通而言，通信系统扮演着极为关键的角色，是现代轨道交通系统必不可少的一部分，同时也是切实发挥城市轨道交通效力的重要基础。对此需要借助电气自动化技术，实现城市轨道交通建设和运行期间的通讯处理与分析，保证轨道交通使用期间可以自主完成信息分析和应对，完成对整个交通系统的全面监控覆盖，确保城市轨道交通运行稳定。如城市轨道交通建设期间，为确保轨道交通的安全，需要利用电气自动化技术，提升其数据通信效率及处理质量。构建围绕城市轨道交通为核心的云计算服务中心，利用云计算技术理念对整个城市轨道系统的运行数据进行全面系统的研究，并将有关分析数据及时传到平台，实现数据的高度共享及多元化应用。此外，对于城市轨道电气自动化技术而言，为确保轨道交通的运行稳定等诉求，也需要就城市轨道交通的通信技术进行全面处理，基于通信自动化技术策略实现轨道交通通信层面的可靠提升。

6 列车牵引控制技术发展趋势

当前，中国的电能直接牵引技术可以控制多种技术，该驱动器可以控制最重要的部件和控制装置，采用新型硅输出功率半导体器件。直接基于新材料和节能技术的概念，已经使用了牵引、电动发动机匹配技术和电子核心技术等现代能源技术。传统的驾驶与控制核心技术涉及建立设备制造系统、铁路高铁制造系统和物联网平台等。服务核心系统和新技术是新时代变革的产物，城市轨道交通推动了技术突破和创新，在轨道交通中偏离车辆驾驶和控制的持续发展的总体趋势是朝着平台的释放和统一发展。

近年来，电子商务公司已经提供了铁路运输的惯性力和控制系统，包括计算机及其技术在内的紧密集成，开发了直接牵引力控制系统，以实现大型平台应用。在产品会议平台方面，详细分析当前市场的总体发展趋势，定义产品平台提供功能的基本定位，并對产品功能进行详细分类。总数的增加提高了铁路运营中城市交通管理的难度，迫切需要紧密集成各种类型信息及其技术，并在逻辑基础上控制信息内容。大型铁路平台可以为标准化快速发展提供基础。为满足更多用户的多样化实际需求，用于运行轨道车辆的驱动力的整体控制系统正在向模块化方向发展，铁路车辆直接牵引系统功能的可靠性和安全性将大大提高，从而降低了新产品的总体生产成本。

7 结语

在城市轨道交通运输行业发展过程中，电气牵引技术的应用和发展是提高自动化与信息化水平的关键因素。因此，在实际应用发展过程中，相关企业必须对电气牵引技术给予足够重视，积极深入学习相关理论知识，提高自身应用水平的同时，不断研究创新，增强企业创新能力，以不断提高企业自身的行业竞争力。

参考文献

[1] 高杰.城市轨道交通供电系统电力电缆燃烧性能等级的设计选择[J].电气技术，2020（7）：31-33.

[2] 徐金平，杜贵府，朱纪法，等.城市轨道交通双向变流式牵引供电系统的应用[J].城市轨道交通研究，2020（10）：36-38.

[3] 文登，张宁.中国城市轨道交通协会标准化技术委员会牵引系统分委会成立[J].控制与信息技术，2020（1）：37.