城市轨道交通车辆电气牵引技术分析探讨

城市轨道交通车辆电气牵引技术分析探讨

庄舜雄

（深圳地铁运营集团有限公司 广东省深圳市 518000）

摘 要：目前，近地铁运营发展速度迅速，有效缓解了城市交通压力。地铁车辆电气的牵引系统作为关系到车辆的行驶安全及性能的重要组成部分，对其进行研究具有重要意义。文章主要就城市轨道交通车辆电气牵引技术作了相关的论述，以供大家研究探讨。

关键词：轨道交通；地铁车辆；电气牵引技术

引 言：地铁轨道交通为缓解城市公共交通运输压力做出了不可磨灭的贡献，保障城市地铁的正常运行，是城市公共交通发展的一个重要前提。在地铁的运行过程中，地铁的牵引系统对整个列车运行的安全和效率有着直接的影响，只有保障地铁车辆牵引系统的稳定运行，才能够使地铁安全、平稳的运行。

1现代轨道交通车辆电气牵引技术分析

　　现代轨道车辆在交通运输中占有很高的比重，增加了轨道牵引技术发展的压力。本文主要结合现代轨道交通车辆的发展，分析电气牵引技术的应用。

　　1.1电气牵引技术中的控制系统。电气牵引技术在轨道交通车辆中，由数字控制转向了计算机控制，通过计算机控制系统，监控轨道车辆的运行方式，进而提供信息化的控制方式。计算机控制系统具备自检、自控的优势，尤其是在交流传感式轨道交通车辆中，更是体现了计算机控制系统的作用。现代轨道交通车辆中的电气牵引技术，需要利用多重微机，实现高水平的自动控制，计算机控制系统可以在电气牵引技术中，主动控制牵引信号的输入与输出，按照信号处理器的指示，实时控制车辆牵引。计算机控制系统在电气牵引技术中，发挥了整体性的作用，为电气牵引提供完整的配置，其中比较关键的是计算机控制的软件部分。计算机控制软件在电气牵引技术中，负责多项控制任务，如驱动、通信等，管控电气牵引技术的诸多模块，形成了网络化的电气牵引，促使计算机控制系统能够管控所有的轨道交通车辆，具有集成化牵引控制的条件。

　　1.2电气牵引技术中的主要元件。电气元件需要在现代轨道交通车辆的电气牵引中不断磨合，用于提高各项元件之间的配合性。电气牵引技术中比较重要的元件主要包括受电器、断路器、接口电器等。

　　（1）受电器。受电器是电气牵引技术的主要元件，现代轨道电车对受电器性能的要求非常高，必须要确保其在电气牵引中发挥自身性能优势，达到第三轨稳定滑动的要求。轨道车辆不断提速的过程中，受电器的压力适度，才可以确保电气牵引的受力处于安全范围中，避免出现过大的磨损值。电气牵引技术的受力与受电器存在直接的关系，保障牵引受力的平衡，才能确保受电器的强度和性能。目前，我国积极引进具有自调节功能的受电器，稳定配合电气牵引技术，缓解受电器在电气牵引中的压力。

　　（2）断路器。现代轨道交通车辆电气牵引技术中的断路器，主要是负责紧急阻断，在现代轨道交通车辆中具有很大的发展潜力。随着电气牵引技术的信息化发展，断路器占有一定的市场比例，其在电气牵引技术中能够降低制动分段的时间，在极短的时间内调节轨道交通，促使电流不会出现阻断上升的风险。断路器完善了电气牵引技术的应用，优化电气牵引技术在现代轨道交通车辆中的应用。

　　（3）接口电器。现代轨道交通车辆中的接口电器，需要符合电气牵引技术的需要，全面控制电气牵引技术的应用。轨道交通车辆电气牵引中很容易出现匹配问题，所以接口电器应按照电气牵引技术与现代轨道交通车辆之间的匹配关系，避免影响电气牵引技术的性质。

1.3电动机的交流式牵引。电动机在电气牵引技术中发挥重要的作用，可以为现代轨道交通车辆提供交流式牵引，因此交流牵引电动机必须以电气牵引技术为核心，保障电动机的性能。近几年，随着现代轨道交通车辆的发展，带动了电气牵引技术的应用，进而增加了电动机牵引的压力，我国在电动机交流式牵引方面投入了大量的研究技术，致力于强化电动机的稳定性。根据电气牵引技术的要求，交流式牵引电动机需要由IBGT逆变进行供电，取代原有电动机中的发热程序，提高电气牵引技术的水平。

2地铁车辆系统中牵引的故障分析与检修方法策略

2.1 针对牵引系统进行故障分析

（1）非正常时空状态运行

所谓非正常时空状态运行就是地铁在运行中处于制动或者启动状态，并且乘客数量多，在此情况下，其严重损害地铁车辆和乘客的安全。地铁处于非正常时空状态运行时，其内部电流和电压出现变化，例如波支现象，此现象与电路短路相似，严重损坏地铁车辆内部电网，最直接的表现是影响车程出行和危害其安全。

（2）非金属性短路故障

在雨雪天气下经常出现非金属性短路故障，出现该故障的原因是雨雪天气下，水流进床道上的绝缘支座和轨道之间，而且水不是绝缘体，故降低两者的绝缘效果，另外，长时间的积水，会使得这两个地方黏贴上杂物和脱皮老化，出现漏电，在床道上的绝缘支座和轨道之间形成回路，这种现象的非金属性短路现象是经常出现的状态。此外还会在三轨供电系统中出现电弧短路现象，这种现象出现的概率也是较高的。其出现故障的主要因素是由于带电体对于导体进行放电，从而导致短路现象的发生。

2.2 牵引系统的故障检修

牵引系统故障是地铁车辆出现故障较为常见的一种情况。其检修方式常为仿真检修，在检修时将牵引系统调到牵引变电所的最远端，将牵引系统中的电路进行短路操作，其次将进行仿真检测，调节相关仪器，是仿真检测地铁牵引系统中各点的数据与实际数据相同，根据电流变化情况找到故障位置，因为离故障位置越近，电流变得越大，并且检测位置与故障位置越接近，电流上升的速度越慢，依次情况就可以确定牵引系统是否发生突变。

3牵引故障应对措施

3.1 逆变器电源开关跳闸的应对措施

具体的应对措施是车辆进站之后让乘务员检查车辆连接端逆变器电源开关的情况，如果没有跳闸现象，就试着按 UCOSU 按钮就可以牵引车辆。如果还不能得到解决，可以按下故障车的VFCB1 和 VFCB2 的开关，则车辆到达终点站后就会暂停服务。在进行检查逆变器电源开关时需要延误运行时间三分钟左右，这时就要通知后续车辆的发车时间，避免后面的车辆进入并等待，降低地铁运行中的服务质量。

3.2 车辆牵引参数屏幕上出现红点的应对措施

故障车辆驾驶进入车辆检测中心，控制中心将其内部的告诉断路器进行分离，分离一次后就能使其内部的逆变器复位。如果出现连续两次复位 HB 失败的情况下，车辆牵引系统不能正常工作，此时可以按单元切除按钮，同时再次分合 HB，车辆运行则会报告控制中心车辆正常运营。车辆如果不能牵引就按下故障单元车的逆变器电源开关报告控制中心，这时车辆到达终点站就会暂停服务；如果有两个逆变器出现故障并且这两个逆变器在同一个单元，出现连续两次复位 HB 失败的情况下车辆无法牵引，可以试着开启单元切除按钮同时再次分合 HB，车辆运行则会报告控制中心车辆正常运营。车辆如果不能牵引，就按下故障单元车的逆变器电源开关报告控制中心，这时车辆到达终点站就会暂停服务；如果有两个逆变器出现故障并且这两个逆变器在同一个单元，出现连续两次复位 HB 失败的情况下车辆无法牵引，可以试着开启单元切除按钮同时再次分合 HB，车辆运行则会报告控制中心车辆正常运营。

车辆如果不能牵引就按下故障单元车的逆变器电源开关同时按下单元切除按钮再次分合高速断路器，试着牵引并报告控制中心，车辆到达终点站就会暂停服务。如果逆变器出现故障，一般处理过程是先按下故障段元车辆的单元切除按钮，接着再进行高速断路器分离，经列车推送至停车区，停止运行，进行更为详细的检查。如果地铁车辆故障使其不能牵引运行，先关闭故障车辆逆变器的电源，再一次按下单元切除按钮，将列车行驶到停车区即可。此时还是不能运行车辆或是逆变器存在六个故障且复位两次 HB 失败，就需要进行组织援救。

4结语

总之，从实际情况出发，充分分析车辆牵引系统，找到故障发生的主要原因，找到事情的主要矛盾，只有这样，才能对地铁牵引系统进行科学、合理的改进可利用。这就需要我们要在这方面勇于创新，发现更多的问题并进行逐一突破。

参考文献：

[1]范伟媛.城市轨道车辆电气传动系统的发展[J].黑龙江科技信息.2020（08）.

[2]丁洪东.城市轨道交通车辆辅助系统关键问题研究[J].科技信息.2019（01）.

[3]吴浩.轨道维修计划辅助系统[J].铁道机车车辆工人.2020（03）.