[摘 要]電氣牽引傳動(dòng)作為地鐵車輛控制系統(tǒng)的核心組成部分，對(duì)車輛的牽引及制動(dòng)進(jìn)行有效控制，保障車輛運(yùn)行安全。因此，日常的車輛檢修工作要對(duì)其電氣系統(tǒng)要格外重視。本文主要對(duì)地鐵車輛電氣牽引電氣控制方面進(jìn)行分析，以供參考。
　　[關(guān)鍵詞]地鐵車輛；電氣牽引系統(tǒng)；電氣控制
　　中圖分類號(hào)：S475 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2018）24-0195-01
　　一、車輛的電氣牽引系統(tǒng)構(gòu)成
　　地鐵車輛一般會(huì)配備兩臺(tái)受電弓，這樣能夠防止一臺(tái)受電弓故障時(shí)引發(fā)牽引逆變器和輔助逆變器停止工作的情況出現(xiàn)。同時(shí)還可以保證單元車的輔助逆變器仍能正常工作。由于容量有限，僅用一臺(tái)受電弓不能完成動(dòng)力單元的供給。所以在其中一臺(tái)受電弓出現(xiàn)故障的時(shí)候，車輛傳送系統(tǒng)將會(huì)斷開(kāi)故障受電弓一側(cè)的牽引逆變器指令，從而使其在一定時(shí)間內(nèi)停止工作。車輛的電氣牽引系統(tǒng)中配備有牽引逆變器，逆變器的輸入端有支撐電容，該電容主要作用是保證逆變器輸入電壓的穩(wěn)定，起到能量緩沖的作用。同時(shí)，濾波電抗器與電容組成一個(gè)裝置，此裝置能夠保證系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定，確保逆變器的正常工作。在逆變器裝置中，包含了逆變箱逆變器和斬波相控制器。牽引的過(guò)程中，直流電將被轉(zhuǎn)化為三相交流電，實(shí)現(xiàn)頻率和電壓的可調(diào)性，從而完成對(duì)牽引電機(jī)的控制。逆變器的冷卻使用的是熱管散熱器，其主要是通過(guò)業(yè)態(tài)介質(zhì)的狀態(tài)變化來(lái)實(shí)現(xiàn)熱量的吸收和釋放。這種利用液態(tài)介質(zhì)的冷凝和蒸發(fā)的性質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)熱量排放的方法，對(duì)于環(huán)境沒(méi)有污染，且其結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單，運(yùn)行和維護(hù)工作將能節(jié)省很多時(shí)間，能有效保證散熱工作的正常開(kāi)展。
　　二、地鐵電氣牽引系統(tǒng)的系統(tǒng)集成技術(shù)
　　地鐵電氣牽引系統(tǒng)本身就是一個(gè)集成技術(shù)，包括了系統(tǒng)電路和架構(gòu)、參數(shù)匹配合格優(yōu)化、系統(tǒng)邏輯控制和故障提示保護(hù)、系統(tǒng)特性及故障診斷記錄等多項(xiàng)系統(tǒng)技術(shù)。通過(guò)這種集成技術(shù)所構(gòu)建而成的地鐵車輛電氣牽引技術(shù)主要采用IGBT器件的大功率逆變器，也就是異步鼠籠電動(dòng)機(jī)，將此設(shè)備設(shè)置為地鐵車輛的交流傳動(dòng)系統(tǒng)。這種性能較高的交流傳動(dòng)系統(tǒng)更加符合TCN的車載網(wǎng)絡(luò)控制標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)更加適合地鐵車輛的故障診斷系統(tǒng)，能夠有效的為地鐵車輛的變流器做輔助。這種技術(shù)不但反應(yīng)更加快速，而且使用起來(lái)安全可靠，能夠有效的避免出現(xiàn)空轉(zhuǎn)和滑行等現(xiàn)象，保持在地鐵車輛牽引中，電氣制動(dòng)先行的特點(diǎn)。
　　三、地鐵電氣牽引系統(tǒng)的變流技術(shù)
　　地鐵車輛電氣牽引技術(shù)包括了牽引變流技術(shù)，此技術(shù)以大功軸半導(dǎo)體器件作為基礎(chǔ)，也是一項(xiàng)全新的變流技術(shù)。同時(shí)，變流技術(shù)還包括IGBT元件驅(qū)動(dòng)與保護(hù)技術(shù)、疊壓低感母排技術(shù)、光纖傳輸與隔離技術(shù)、冷卻技術(shù)、基于可編程邏輯器件的脈沖分配技術(shù)等，這些技術(shù)的應(yīng)用能夠在保證地鐵車輛安全實(shí)施牽引工作的前提下，完成直流能量的變換工作。這種地鐵車輛電氣牽引系統(tǒng)中的變流技術(shù)將水作為冷卻的媒體，通過(guò)散熱管和自然風(fēng)冷卻技術(shù)輔助，不但線路相較于其他變流技術(shù)更加簡(jiǎn)潔，而且后續(xù)的維修方便性也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的變流技術(shù)。系統(tǒng)的負(fù)荷能力更強(qiáng)，更能有效的保證地鐵車輛的安全可靠牽引制動(dòng)。
　　四、地鐵電氣牽引系統(tǒng)的交流傳動(dòng)控制技術(shù)
　　除了地鐵電氣牽引系統(tǒng)中的變流技術(shù)，交流傳動(dòng)控制技術(shù)也為地鐵的牽引控制系統(tǒng)做出了貢獻(xiàn)。這種交流傳動(dòng)控制系統(tǒng)是一種基于逆變器暨異步電機(jī)控制技術(shù)、粘著控制技術(shù)、參數(shù)辨識(shí)技術(shù)、傳動(dòng)系統(tǒng)故障診斷與保護(hù)技術(shù)等組合而成的一種集合技術(shù)。地鐵交流傳動(dòng)控制技術(shù)能夠有效的克制控制對(duì)象的電流相互影響的現(xiàn)象，并且還解決了地鐵線路運(yùn)行過(guò)于復(fù)雜的問(wèn)題，將異步牽引電機(jī)控制理論變得更加具有實(shí)用性，從而滿足地鐵列車安全運(yùn)行和高精度的控制要求。
　　五、地鐵電氣牽引系統(tǒng)的列車控制和診斷技術(shù)
　　以上地鐵電氣牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的核心技術(shù)，都是幫助地鐵更好地完成牽引和控制的工作，而在地鐵的電牽引系統(tǒng)中，同時(shí)也包括對(duì)地鐵列車的控制和診斷技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)從電流分析出發(fā)，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控和診斷地鐵列車的運(yùn)行狀態(tài)、出現(xiàn)的故障以及完成在線調(diào)試的工作。不但能夠保證地鐵列車的安全運(yùn)行和牽引，還符合現(xiàn)階段城市軌道交通環(huán)境惡劣、流動(dòng)性較大的要求。有效的幫助地鐵線路中心控制部門實(shí)頭現(xiàn)對(duì)地鐵列車的監(jiān)控和故障診斷工作，使地鐵列車的運(yùn)行和牽引相關(guān)要求標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)地鐵列車的安全運(yùn)行。
　　六、電氣控制
　　（一）牽引控制
　　在車輛運(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)車輛的牽引控制。由于車輛的速度不會(huì)受到系統(tǒng)的限制，所以車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，車輛的限速功能也將正常工作。因?yàn)檐囕v的高加速功能會(huì)在遇到坡道時(shí)被啟動(dòng)，所以在車輛遇到坡道的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)提供與坡度相當(dāng)?shù)募铀俣龋瑥亩�保證車輛的正常速度。
　　（二）電制動(dòng)控制
　　一般情況下，列車制動(dòng)分為電制動(dòng)和摩擦制動(dòng)，其中電制動(dòng)又分為再生制動(dòng)和電阻制動(dòng)兩種。
　　制動(dòng)優(yōu)先級(jí)為：第一優(yōu)先：再生制動(dòng)。第二優(yōu)先：電阻制動(dòng)。第三優(yōu)先：摩擦制動(dòng)（拖車優(yōu)先補(bǔ)充摩擦制動(dòng)）。而在電制動(dòng)中，通過(guò)電網(wǎng)對(duì)再生能量的吸收是主要的方式，并且這一過(guò)程會(huì)受到牽引逆變器控制單元的監(jiān)控。在電網(wǎng)沒(méi)有足夠的能力吸收電能的情況下，電網(wǎng)電壓將會(huì)增人，這時(shí)斬波器會(huì)在牽引控制單元的控制下開(kāi)通。在電容器的端電壓達(dá)到一定值的時(shí)候，制動(dòng)電阻將會(huì)吸收多余的能量，并將這些能量轉(zhuǎn)化為熱能排放到空氣中�？諝庵苿�(dòng)作為一種輔助的存在，主要是在電制動(dòng)力不足時(shí)，輔助補(bǔ)足制動(dòng)力和緊急制動(dòng)情況下使用。
　　混合制動(dòng)概念。①再生制動(dòng)與電阻制動(dòng)的混合。只要電網(wǎng)有吸收能力，制動(dòng)能量必須以再生電流的形式反饋回電網(wǎng)，輔助系統(tǒng)也應(yīng)能吸收一部分再生能量。線網(wǎng)及輔助系統(tǒng)無(wú)法吸收的制動(dòng)能量消耗在制動(dòng)電阻上。牽引系統(tǒng)在高速斷路器前設(shè)置線網(wǎng)電壓檢測(cè)裝置，實(shí)時(shí)檢測(cè)電網(wǎng)的供電狀態(tài)，檢查其吸收能力。當(dāng)電網(wǎng)電壓上升到約1800VDC（如：電網(wǎng)不能再接受多余的能量時(shí)），電阻制動(dòng)斬波運(yùn)行，啟動(dòng)電阻制動(dòng)，進(jìn)行再生和電阻制動(dòng)的混合制動(dòng)。在逆變器功率模塊前設(shè)置電流檢測(cè)裝置，控制電阻制動(dòng)的功率，確保既吸收多余的再生制動(dòng)能量，又可以防止電阻吸收線網(wǎng)能量。②電制動(dòng)與摩擦制動(dòng)的混合。正常情況下（網(wǎng)壓1500V及以上、粘著正常要求下），在AW2負(fù)載及速度低于90km/h時(shí)，電制動(dòng)應(yīng)能完全滿足整列車的制動(dòng)力要求；在高于AW2負(fù)載、速度大于90k耐h條件下，電制動(dòng)盡可能滿足整列車的制動(dòng)力要求，摩擦制動(dòng)僅用以補(bǔ)充電制動(dòng)。機(jī)械制動(dòng)開(kāi)始補(bǔ)償時(shí)的列車速度應(yīng)盡可能小，至少不大于6km/h（具體數(shù)值各項(xiàng)目不完全一致）。有車輛電制動(dòng)失效的情況下，應(yīng)首先用足列車上其它車輛的電制動(dòng)，電制動(dòng)力不足部分用摩擦制動(dòng)力補(bǔ)償，在整列車范圍內(nèi)摩擦制動(dòng)力在無(wú)電制動(dòng)的車輛上應(yīng)平均分配。當(dāng)制動(dòng)系統(tǒng)故障導(dǎo)致總制動(dòng)力不足時(shí)，應(yīng)提供應(yīng)急措施，并在司機(jī)室提供報(bào)警信息。
　　七、結(jié)束語(yǔ)
　　地鐵車輛的控制系統(tǒng)當(dāng)中，電氣牽引傳動(dòng)統(tǒng)是—個(gè)地鐵控制系統(tǒng)的核心，其能保障車輛的安全，實(shí)現(xiàn)車輛的牽引與制動(dòng)，在地鐵車輛的運(yùn)行過(guò)程中，電氣牽引系統(tǒng)扮演著重要的角色，起到了控制和診斷地鐵列車故障的作用。具有相當(dāng)重要的現(xiàn)實(shí)意義。所以日常的車輛檢修工作要對(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。
　　參考文獻(xiàn)
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