轨道交通车辆电气技术分析

徐锐

◆摘  要：随着时代的不断发展，社会的不断进步，城市交通压力也在不断地增大。作为科技和技术相结合的轨道交通成为了降低城市交通压力的主要措施，为民众提供了便捷的出行条件，大幅度提升了民众的出行效率。本文将重点分析城市轨道交通车辆电气技术以及其牵引技术，以期更好地掌握轨道交通车辆平稳运行的技术。

◆关键词：轨道交通车辆;电气技术

轨道交通的优势良多，在环保、便捷、安全上相较于其他出行方式具有一定的优势，也正是轨道交通的快速发展，大幅度降低了城市的交通压力，提升了民众的出行效率。在轨道交通车辆运营中，电气技术作为核心技术之一，是轨道交通车辆动力的主要来源，更是轨道交通车辆其他系统正常运营的基础。

一、轨道交通车辆电气技术发展历程

19世纪末，城市轨道交通首次登上了交通历史舞台，并随着时代的不断发展，轨道交通行业也快速地发展。就轨道交通车辆调速上而言，就经过了三个不同的时期，分别是直流变阻调速，直流斩波调压调速和交流变频变压调速。尤其是在近几十年地时间内，城市轨道交通行业更是快速发展，首先是电子设备的不断更新迭代，其次是科技技术的不断发展，使得电气技术在轨道交通车辆中应用得到了有效地提升。起初，使用新型半导体器件，取代了原有的调速方式，并提升调速性能，以及再生制动功能。随后，采用微机方式，对车辆的运行情况进行监控。经过众多年的发展，90年代，高压大电流IGBT的研制，以及微机的利用，实现了轨道交通的大发展，并成为其电气系统的主要方式。

二、轨道交通车辆电气技术分析

（一）控制系统分析

电气技术由数字控制转变为计算机控制，不仅增强了对轨道到车辆运行方式的监督，同业也可以有效的控制在轨运行车辆的运营时间，相较于数字控制系统，计算机控制系统具备更加齐全的功能。首先便是对轨道交通车辆运营系统的自动检查，大大提高了轨道交通车辆检查效率;其次是自动控制轨道交通车辆的运行速率;其三是利用计算机的高效性收集并分析相关的信息数据;最后是在交流传感式车辆运营中的控制能力得到了大幅度地加强。轨道车辆电气技术中，需要多重危机来实现高水平的自动控制。因此，在电气技术中，控制系统能够根据信号处理器的指示，以及信号输入，输出等流程，实现车辆的牵引控制。

由此可见，计算机系统对轨道交通车辆正常运营的作用甚大，通过计算机控制系统形成网络化的电气控制方式是轨道交通车辆正常、安全运营的重要基础。

（二）主要元件

1.受电器

受电器作为轨道交通车辆的核心元件，是电气技术中的主要元件，因此，在此基础上不难发现对于受电器的质量要求，只有高质量的受电器才满足轨道交通车辆正常运营的基本需求。至于其原因，主要有三，其一，在轨道交通车辆不断运营的过程中，受电器的损耗较大，一旦受电器承受的压力较大，就会导致其磨损;其二，电气技术的完善程度与受电器的质量成正比，最后，电气技术的受力与受电器存在的密切的关联，只有受力平衡才能更好地推动轨道交通车辆的运营，所以受电器应当具备相应的强度和性能。

2.断路器

断路器的主要作用是紧急控制电气技术系统，就目前而言还有较大的发展空间。在当前的轨道交通车辆电气技术中断路器的发展将大幅度提升轨道交通车辆的运营效率，断路器能够降低制动分段的事件，并在最短时间内调节轨道交通车辆的运营情况，避免轨道交通车辆在运营过程中出现的电流阻断上升情况，这不仅是电气技术中至关重要的元件，同样是确保轨道交通车辆安全运营的基础。

3.接口电器

接口电器的主要作用是链接电气系统和轨道车辆系统的核心元件，是电气技术在轨道交通车辆运营中的基本元件，接口电器良好才能更好地控制在轨运营的车辆。电气牵引中常会出现各种匹配问题，影响车辆与牵引之间的良性互动，因此要合理控制接口电器的质量，以免影响电气牵引的性质。

（三）交流传动控制技术分析

该技术主要包括逆变器暨异步电机控制技术、参数辨识、硬件软件设计、故障诊断等众多技术。有效控制了轨道车辆的非线性时变、强耦合、运行状态复杂等众多难题。并实现异步牵引控制的实用化，是轨道交通稳定运行、快速響应、动力充分发挥的关键环节。

传动控制单元，即DCU。其装有32位双DSP处理芯片，以及SVPWM技术、直接转矩控制策略等，继而形成了模块化的产品，为轨道交通现代化控制、高效运行等提供了技术保障，并具有滑行保护、或粘着利用控制等功能。

（四）轨道交通控制与诊断技术分析

对于轨道交通控制与诊断不仅是整个电气技术中的重要环节，更是轨道交通车辆安全运营的基础。其主要分为以下几个方面：

1.轨道交通车辆的网络通信控制与诊断;

2.轨道交通车辆的网络控制系统的控制与诊断;

3.轨道交通图形化编程的控制与诊断;

4.轨道交通车辆运营前后的故障诊断;

5.轨道交通车辆运营前的试验控制与诊断;

6.轨道交通车辆运营时的实时控制与诊断;

7.轨道交通车辆运营时的在线调式控制与诊断;

8.轨道交通车辆运营时的状态性能控制与诊断。

综合而言，轨道交通车辆控制与诊断是满足车辆正常运营的基础，更是车辆安全运营的核心保障，其主要目的是对轨道交通车辆进行实时监控，掌握轨道交通车辆运营过程中的实时情况，以期预期轨道交通车辆出现故障的可能性，将可能存在的故障在第一时间内解决，以此确保轨道交通车辆的正常运营。当前我国轨道交通控制与诊断主要采取的方式是分布式，通过模块化的控制实现整体化的控制。

三、结语

综上所述，本文主要分析了轨道交通车辆电气技术，阐述了电气技术的控制系统，主要元件，交流传动控制技术，轨道交通控制与诊断分析等内容。

参考文献

[1]李红霞，王建行.城市轨道交通车辆电气系统中牵引与辅助系统的故障检修[J].数码设计，2017，6（11）：51-52.

[2]李潇雅.关于城市轨道交通车辆电气牵引技术发展[J].中国新通信，2016，18（10）：136.