对地铁车辆电气牵引以及控制系统的研
究与分析
摘要：现阶段，伴随着城市交通拥堵问题的不断严峻，为了满足城市居民日常交通出行的需要，我国大中型城市建设了地铁工程，希望地铁的运行，能够缓解城市交通的不利局面。为了确保地铁车的运营效率，预防和解决电气系统中的故障，对牵引与辅助系统进行定期检修，解决其中存在的故障尤为关键。基于此，对地铁车辆电气系统中牵引与辅助系统的故障与检修进行分析，对于我国交通事业发展而言，具有十分重要的意义。
关键词：地铁车辆电气；牵引；控制系统分析 引言
在城市化的普及下，我国的人口与车辆都在疯狂增长，在面临着这种压力的同时，环境与交通都成了首要解决的问题，需要引起我们的重视，如果不能以更好的方式解决，城市所承受的东西就会越来越多，而且在发展过程中也会存在一些阻碍。因此，解决城市的交通问题，就需要利用地铁系统进行暂时的缓解。
1地铁车辆电气牵引系统中的电气控制类别
第一，矢量控制是在整个地铁车辆的电气牵引系统设计中最主要的控制方法，通过矢量控制，能够对地铁车辆进行快速的操作，具有非常精准的特点，对地铁车辆的冲击进行一个很好的控制，实现平稳的制动效果。在混合制动的状态下，一旦发生了空转或者花型的情况，可以紧急实现该操作，恢复轨道之间的你附着力，减少设备损坏的可能性。矢量控制的有效运用，可以使地铁车辆电气牵引系统更加的完善、完整，并在列车行驶过程中保证其安全性与稳定性。第二，牵引控制是地铁车辆电气牵引控制系统中的另一种控制的方式，对牵引逆变器的接收主要由司机控制或者列车的自动装置发出的指令来完成的，根据控制装置对信号进行接收。因为牵引控制的核心是逆变器，因此，在进行信号传输的过程中，对
地铁的输出进行控制和牵引，当列车超速运行是，系统会主动进行封锁系统，从而将故障列车推到坡道，利用系统对牵引进行控制，从而实现规定时间内的自动控制。第三，电制动控制包括再生制动和电阻制动，在实际的制动过程中，当使用电制动的时候，对电网的吸收进行二次使用，并对能量的吸收状况进行检查，根据列车的实际情况，发挥电制动控制的功能，对列车的磨损有很大的作用，不仅能节约电力，还能为地铁的运转情况提供有利的支撑。对于电制动系统而言，当处于发电状态下时，自身原有的能量会逐渐转换为电能，为地铁车辆的整个电网提供充足的电源。
2地铁车辆牵引系统的重要性
牵引控制单元，是根据相应的动作指令，完成对列车的制动控制，实现主电路的通断控制和牵引逆变器的启停控制。根据列车的运行状态与行驶的模式，能够更好的对牵引控制单元进行控制，对列车进行充分的了解与熟悉，同时对行驶的方向、制动等信号进行判断，并对其进行相应的控制策略；牵引控制单元的接收信号，是根据网络上的控制命令，对电路进行相应的逻辑控制，如充电连接器、故障处理器、逆变器的逻辑控制等，不同状态下对牵引逆变器有不同的逻辑控制关系，并对高压电路故障进行保护与检测；牵引控制单元采用相位移法进行利用控制，并根据线路的不同变化而进行相应的变化，通过对电机转速的分析与处理，结合转矩指令和牵引控制单元生成的路线，对控制系统发出合适的控制线路，使得列车能够接近最大的运行速度，从而获得更好的利用率。
3电气牵引控制系统 3.1牵引控制
在地铁列车实际运行过程中，从安全角度考虑，列车的运行速度会受到。当列车的速度超过设定允许的标准速度时，牵引系统就自动的减少地铁列车的牵引作用或者切断牵引力，列车速度随之降低，当地铁列车的运行速度降低到标准速度后，系统由于重新提高牵引力或者重新连接牵引系统。在牵引控制具体执行的过程中，根据列车运行状态，制动设备发出操作变化信息，传输到牵引逆变器中，接收指令后，牵引逆变器配合制动控制设备根据指令信息，进行相应的牵引
作用变化。此外，即使有些老旧的地铁系统没有搭载自动控制系统，地铁列车的限速、提速功能仍可以发挥作用。
3.2传动控制
一是直流传动控制。直流传动控制的列车使用的电机为直流牵引电机，根据牵引电源的性质，直流传动控制系统可以分为直流-直流系统和交流-直流牵引系统。直流-直流牵引系统是一种传统的牵引装置，其工作电源为直流电源，该系统的压力调节使用电阻调节方式，这种调节方式在列车频繁的调速过程消耗了大量的电能，并且无法实现无级变速。交流-直流牵引系统使用的牵引电机为直流电机，其工作电源为交流电网提供的交流电。该系统的核心设备为可以将交流电变为直流电的整流调节设备。列车运行时，通过改变整流器的控制就可以实现直流电压的调节，进而实现电机转速的调整，完成列车的调速。二是交流传动控制。依托于半导体电子交流技术的发展，地铁列车的牵引电气传动逐渐使用变流牵引的交流传动方式。逆变器将直流电变为交流电作为交流牵引电机使用。而变为交流电后，通过交流电变频器即可通过调节交流电电压和频率实现电机转速的调节。使用逆变器变电后，车辆的主电路就不需要搭载有触点的反向开关和制动转化开关，简化的主电路线路。交流牵引电机设备结构组成简单、转子无需配备绝缘层、无需引线，因此相比于直流牵引电机，交流牵引电机设备的生产成本较低。此外，交流牵引电机可以应用在空气湿度大、空气粉尘含量高的恶劣环境，工作性能稳定，使用寿命长。交流传动技术借助参数识别技术、异步电机控制技术、故障诊断技术的综合应用，强化对电流影响的控制，在面对复杂的运行工况，通过交流传动技术可以保证电力系统稳定运行。三是制动控制。众多设备中，制动设备是最重要的设备之一，地铁列车减速、加速、停车都是通过制动装置完成的，制动装置高效的响应、运行是保证列车安全运行的重要保障。在地铁列车牵引运行过程中，牵引力控制系统的作用至关重要，只有科学、合理的设计电气控制系统，才能有效的对地铁列车进行制动。目前我国城市地铁列车使用的制动形式主要以机械制动、电阻制动和再生制动为主。所谓的机械制动主要依靠压缩空气实现制动，而电阻制动则依赖轨道电磁制动，而再生制动可以有效的将动能转化为电能进行能量循环使用。在列车的实际运行中，三种制动方式和发挥出的功效差别较大，通常来说，在进行列车制动控制时，一般按照先再生制动，随机电阻制动，
最后进行机械制动的步骤顺序。但是在列车的实际运行过程中，综合考虑制动效率和制动过程的能量损耗，在每个制动步骤中，一般不会使用单独的制动方式，需要将多种制动方式耦合使用达到正向协同作用，提高制动效果，减少制动过程中的能量损耗。根据地铁运行经验总结来看，地铁列车设计的制动方式主要为电阻制动和再生制动，而机械制动方式主要起到辅助的作用。
结语
地铁在现在的社会发展中起着非常重要的作用，在解决交通拥堵的问题上是最直接直接有效的方法，发展地铁非常有必要。为了保证地铁能够正常的运转，电气牵引系统在地铁行业中的意义非常重要，该系统通过电气控制来实现地铁车辆的牵引和制动的控制，有利于地铁的安全稳定的运行。
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