基于地鐵牽引電傳動系統與其控制技術研究

王浩

摘 要：地鐵牽引電傳動系統是控制地鐵車輛裝備正常運行的核心，地鐵牽引電傳動系統的控制將會直接影響到地鐵運行的穩定性，與人民群眾的安全出性也有很大的關聯。本文將針對地鐵牽引電傳動系統中的幾種主要的控制技術進行分析。

關鍵詞：地鐵牽引電傳動系統；控制技術；研究

中圖分類號：U231.8 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）03-0060-01

隨著城市化進程的不斷加快，城市人口數量一致呈上漲趨勢，帶來了嚴重的城市交通擁堵問題，給人民群眾的日常出行造成了很多不利影響。為了改善這種現狀，確保人民群眾的安全出行、便利出行，地鐵在人們日常生活中的重要性越來越高。地鐵不僅具有自身載運量大、速度快、運行安全的基本特征，對于保護環境、節約資源基本國策的順利實施也有很大的幫助。地鐵牽引電傳動系統作為地鐵運行的重要組成部分，其控制與調試發揮著關鍵的作用。

1 地鐵牽引電傳動系統的基本介紹

地鐵牽引電傳動系統的核心部分是牽引傳動控制系統，也是確保地鐵牽引電傳動系統正常運行的關鍵技術。牽引傳動控制系統的主要功能分為四個方面，分別是故障保護控制、穩定性控制、異步電機控制和防滑、防空轉控制，每一種功能在地鐵運行中到發揮著重要的作用。在地鐵運行的過程中，車輛邏輯控制系統發出的初始轉矩指令值要想完成在異步電機控制中輸入，必須要經過防滑、防空轉控制系統。同時，牽引傳動控制系統必須采取有效的措施來保證地鐵牽引電傳動系統運行的穩定性，這樣才能確保初始轉矩指令值在異步電機控制中準確輸入，為地鐵牽引電傳動系統的正常運行提供了基本保障，使地鐵牽引電傳動系統中的各個環節都能在規定的標準下進行。

異步電機控制需要建立在電機定子電壓和同步頻率的基礎之上，而電機定子電壓和同步頻率是通過交流測電流、電機轉速、直流側電壓計算出來的。將計算出的結果應用于PWM模型中，就能夠利用PWM模型發出的驅動脈沖對牽引變流器開關器件的開關進行控制。另外，牽引傳動控制系統中還具備故障保護的功能，當系統中出現過壓、過流、超速、過溫等情況的時候，就會給地鐵車輛運行造成不同程度的故障，不僅會導致系統的損傷，甚至還會造成人員的傷亡。由此可見，合理的進行風險規避、故障保護是非常必要的?，F階段的故障保護系統雖然邏輯比較繁瑣，但是其原理非常簡單，易于實現[1]。

2 異步電機矢量控制技術的研究

異步電機矢量控制技術在地鐵牽引電傳動系統運行中發揮著重要的作用，也是系統控制的重點與難點部分。當地鐵牽引變流器功率逐漸增大的時候，開關器材就會受到溫度的影響而產生一定程度的損耗，對于地鐵牽引電傳動系統的運行來說有著非常大的影響，一般會通過降低開關頻率的方式來暫時緩解這種影響。另外，在使用異步電機矢量控制技術的時候，還需要考慮微處理器計算負荷、離散環節時間匹配等因素的限制。

我國地鐵車輛在建設過程中具有工況復雜、速度變化快的基本特征，而這些特征恰好都會對異步電機矢量控制技術的使用造成不同程度的影響，不利于異步電機中離散磁鏈觀測器的穩定性，影響了觀測結果的準確性與可靠性，大大的增加了異步電機矢量控制技術的實施難度[2]。

3 地鐵車輛的防滑、防空轉控制技術的研究

眾所周知，地鐵車輛之間的距離是非常短的，而在車輛運行的過程中又需要頻繁的進行車輛的牽引與制動，確保每一節車廂的加速度與減速度保持一致，所以，必須要有一套完善的車輛防滑、防空轉系統。一般情況下，車輛防滑、防空轉系統是由牽引傳動控制系統和車輛制動系統共同組成，利用車輛制動系統中的防滑系統避免車輛打滑造成的安全隱患。當地鐵牽引電傳動系統正常運行的時候，系統中的空氣制動電子控制單元會對當前電制動力進行實時監控，確保電制動力能夠滿足車輛制動減速度的實際需求。如果電制動力無法滿足這一需求，就要及時對不足的地方進行補充，避免對地鐵牽引電傳動系統造成損害，影響地鐵車輛的運行的安全性與穩定性[3]。

4 地鐵牽引電傳動系統穩定性控制技術的研究

地鐵牽引電傳動系統穩定性是保證地鐵車輛能夠安全運行的基礎，在地鐵車輛運行中發揮著至關重要的作用。地鐵牽引電傳動系統中的直流側濾波電感和支撐電容會受到各種各樣因素的影響，像是車載變流裝置本身空間、重量、諧波抑制要求都會限制地鐵牽引電傳動系統的正常使用。一般情況下，會選擇電感比較大、電容比較小的設備，避免出現過多的能量損耗。而且，在設計線路電阻和電感內阻的時候，也應該盡可能小，這樣才能確保地鐵牽引電傳動系統的穩定運行。如果不能保證這些因素的合理控制，就會造成抑制系統振蕩的情況，不利于地鐵牽引電傳動系統的穩定運行。

5 結語

綜上分析可知，隨著城市化進程的不斷加快，為了有效緩解持續上漲的人口數量給交通帶來的壓力，參與運營的地鐵車輛越來越多，為了確保地鐵車輛的正常運行，就必須要加強對地鐵牽引電傳動系統的控制技術的研究。從異步電機矢量控制技術、地鐵車輛的防滑、防空轉控制技術、地鐵牽引電傳動系統穩定性控制技術的角度進行分析，更好的發揮出地鐵牽引電傳動系統在地鐵運行過程中的實際作用。

參考文獻

[1]孫大南.地鐵車輛牽引電傳動系統控制關鍵技術研究[D].北京交通大學，2012.

[2]趙雷廷.地鐵牽引電傳動系統關鍵控制技術及性能優化研究[D].北京交通大學，2014.

[3]張哲.地鐵牽引電傳動系統與其控制技術研究[D].北京交通大學，2015.