城轨车辆牵引系统集成技术研究

摘 要：该文主要介绍了城轨车辆牵引系统集成的相关概念、系统的基本设计以及关键部件的设计和城轨车辆牵引系统集成的关键技术，最后还提出了城轨车辆牵引系统设计中应该注意的问题。希望可以为提供有效的帮助。

关键词：城轨车辆 牵引系统 集成 技术手段 分析 研究

中图分类号：U264 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）03（b）-0098-02

为了进一步满足城市现代化发展的实际需求，早在20世纪70、80年代开始，我国就开始实施了轨道交通，但是作为城轨车辆核心技术的牵引传动技术，大部分的部件却是由进口和外资企业创造的，我国基本上没有什么说话的权利，这一点也限制了我国城轨车辆的发展，现阶段我国的城轨车辆牵引系统技术暂时还是处于起步阶段，随着电力技术的不断发展，现代化的城轨车辆系统已经成为了一个机电一体化的系统，这一系统相对于其他的系统来说，其复杂成分可见一斑，一般来说，这一系统包含了六大子系统技术，这些子系统技术的构成部件非常多而且非常复杂，与此同时，这些子系统又是独立存在的，各自都能够成为一个单独的体系，但是相互之间的关系又非常紧密，在这些关键系统技术中，牵引系统集成技术是目前其他系统技术发]的有力支撑手段，而且这一系统却始终占据着关键的地位。

1 牵引系统关键部件设计技术

1.1 高速短路器

高速短路器主要设置在受电与线路滤波器之间，每一个高速断路器也给每辆动车的牵引逆变器提供了保护。高速断路器一般只是用在牵引回路上，主要是用于辅助系统进行独立于牵引回路，目前高速断路器的主体需求有以下几方面。

（1）为了更好地方便控制和保护工作，高速断路器主要是由电磁力驱动行进的，高速断路器的保护性能一定要与地面变电站的短路保护性能有着很好地配合协调关系。

（2）高速断路器的动作主要是由牵引控制单位和过流脱扣装置触发的，控制跳闸的时间和断开的速度主要还是与输入滤波器的特性进行匹配。

1.2 输入滤波器

在每辆城轨车的牵引逆变器之前都会配备一个线路滤波器，这一滤波器的配备主要是为了限制牵引逆变器输入电流的变化率能够稳定在标准值之内，当牵引逆变器发生故障短路的时候，短路的电流变化不至于过大而影响到其他的设备。而且这一输入滤波电抗器的电感量一定要与线路电容器的电容量进行匹配，如果不匹配的话，很有可能会影响到最终的城轨运行。目前输入滤波器的主要要求有以下几点。

（1）线路滤波器在设计时最好是与高速断路器的分段能力保持稳定协调统一，这样才能够确保当线路滤波器出现接地时不会损坏到其他的牵引系统设备。

（2）滤波电抗器的安装也要按照相关的制度和措施去执行，这样也是为了进一步减少磁通密度对相关系统部件的影响。

（3）研究人员会采用空心结构，这样就能够保证电感值处于一个恒定的状态。

1.3 牵引逆变器

牵引逆变器是牵引系统中的关键部位，这一部位的部件主要有接触器和滤波电容器以及牵引控制单元等部位构成，牵引逆变器的接触器主要是运用在了电源和电网的隔离上，很多时候，牵引系统都是有独立的熔断器，这时就可以进行短路保护。而牵引逆变器和我们之前提到过的功率模块都是由独立的牵引控制单位构成的，这样就能够及时地接受驾驶人员发出的控制质量。

1.4 基本控制功能原理

（1）保持电压与频率的比值是处于恒定状态的。（2）研究人员要保持编排运行时的最大电磁转矩等于额定的频率，这一原则协调主要控制着电压和频率。（3）要保持定子、转子和气隙磁链之间的恒定。由于城轨车辆旅客的客流量会随着实践的变化而不断发生变化，每一天的客流量都是不同的，因此，车辆牵引电动机的负载特性变化相对来说是比较大的，现如今随着科学技术的不断发展，乘客对所乘坐的舒适度也有了全面提升，研究人员通过对城轨车辆研究，选择采用转速闭环和转矩闭环来实现乘客所需的功能。

2 牵引系统集成关键技术

2.1 高性能受流控制技术

城轨车辆在实际的运行过程中所需要的电能基本上都是通过受电网与接触网相接触获取的，在正常运行的情况下，电网受流的稳定性也就保证了城轨车辆是否正常运行的关键。对于城轨车辆来说，尤其是在我国北方寒冷的地区，虽然说城轨车辆的运行速度不是特别的高，但是由于受到控制技术的影响，当城轨车辆终止运行之后，在经过了北方寒冷冬天过夜之后，车辆接触网上会出现一层寒冰，当列车再上线运行的时候，车辆受各种外力的影响，将会不能很好地与车辆电网接触网进行接触，在实际的运行过程中就会出现接触网电压缺失的情况，目前受流控制技术的主要内容有：（1）受电流设计和电网关系的影响，这一影响的目的主要是为了进一步确保受流能够有一个良好的受流。（2）当出现接触网电压缺失的时候，研究人员一定要保证牵引逆变器的控制不出现失控才是最关键的。

2.2 辅助逆变器的冗余控制技术

对于地下运行的城轨车辆来说，城轨车辆的辅助供电系统往往都会采用冗余的控制技术手段，而辅助逆变器是当前城轨车辆辅助供电系统的核心，这一技术简单地来说，就是运用一台功率比较大的变流器，在正常的状态下实施降功运行，并在其他辅助变流器故障的情况下，实施满功运行，研究人员将这种运行方式称之为扩展供电。

3 结语

城轨车辆牵引系统集成技术一定会越来越完善，相信随着我国城轨车辆牵引系统的不断完善更新，这一系统的发展将会越来越成熟，并在当前的城轨运行中发挥着更加重要的作用。更好地促进我国城轨车辆牵引系统集成技术的可持续发展。

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