（中车长春轨道客车股份有限公司 吉林长春 130000）
摘要：地铁作为城市新的公共交通工具，具有安全、便捷、资源损耗小等特点，有效的缓解了城市交通压力。鉴于地铁运行环境的特殊性，为保证其安全可靠的运行，还需要在现有基础上不断的进行研究，使得整个地铁系统更加可靠。尤其是电气牵引系统的研究，只有保证其正常工作，才能够实现地铁车辆的稳定运行。影响地铁车辆电气牵引系统运行状态的一大原因就是电气控制，本文就此进行了简单的分析。
关键词：地铁；电气牵引系统；电气控制
近年来地铁在各大城市的建设中越来越完善，对于解决环境和交通质监的矛盾具有至关重要的作用。为确保地铁车辆的安全可靠运行，必须要明确牵引系统的重要性，分析存在的影响因素，通过专业技术的支持，来确保牵引系统可以稳定作业。尤其是电气控制作为影响地铁车辆牵引系统的主要原因之一，在地铁运营管理中需要提高对其的重视。
一、地铁车辆电气牵引系统分析
地铁车辆电气牵引简单来讲就是通过架空线来为地铁运行提供电能，并且通过调压变换后传输给车组的牵引电动机，最终电能会在牵引电动机的作用下转变成机械能，驱动车辆前行。电气牵引系统共分为牵引电器和列车电路两部分，在进行设计时，会设置两台受电弓，负责向不同动力单元提供动力需求，即便是在列车运行过程中产生故障，也不会出现一台机器影响另一台机器的情况，确保逆变器能够继续稳定作业。但是需要注意的是，地铁车辆电气牵引系统容量比较低，如果不进行专门的动力设计，如果一台及其出现故障，也会存在一定概率干扰到另一台机器[1]。因此，在两台受电弓运行过程中，假如一台发生异常，地铁车辆的传送系统将会自动断开与该受电弓的连接，同时下达牵引指令，促使故障受电弓可以在设定时间内停止工作（图1）。
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图1 地铁车辆电气牵引结构图
地铁车辆电气牵引系统内还设置了牵引逆变器，并在其断口处配置了支撑电容，确保逆变器运行时能够可靠完成整个电压输送过程，实现能量的缓冲。电容与滤波电抗器相结合，可以进一步提高逆变器稳定性，确保系统电压可以维持在一个稳定状态。但还是要注意，逆变器装置中包含逆变相控制器与斩波相控制器，在地铁车辆牵引过程中，直流电会直接被转换成三相交流电，实现电压与频率之间的调节，两者相互调节与控制，达到更好的牵引效果。
二、地铁车辆电气牵引系统类型
1.直流传动
地铁车辆应用直流牵引电机，直流电源经过直流转换器向直流牵引电机供电，根据牵引电源性质分类，直流牵引系统共包括直-直流以及交-直流两种。第一，直-直流牵引系统。是早期电气牵引系统所应用的一种牵引装置，应用的为直流电源与直流串励牵引电机。系统主电路为电阻调压的方式，面对地铁车辆频繁启停的运行模式，电阻会消耗大量的电能，并且无法对列车速度进行连续、平滑的调节控制。但是在半导体技术不断成熟的如今，电子交流技术越来越成熟，目前已经实现了斩波调压替代电阻调压，启动电阻得到取消，能够满足对电动机端电压的连续、平滑调节，做到平稳调速[2]。第二，交-直流牵引系统。系统所应用的为交流电源，而牵引电机应用的为直流电机。牵引系统的关键是整流调压装置，其主要负责将交流转变成可控直流。在牵引系统运行时对整流器的控制角进行调节，便可以实现对输出直流电压数值的调节，做到电动机的调速控制。交-直流牵引系统对应的交流电网电压比较高，主要适用于大功率、长距离的牵引。
2.直流传动
在晶体管交流技术不断成熟的情况下，地铁车辆电气牵引系统逐渐应用无整流子交流牵引电机的交流传动方式。基于电力牵引角度进行分析，以往所应用的电流牵引电机牵引性能优良，但是防空转性能较差，再加上直流牵引电机固有的换向器与电刷，使得设备自重以及体积增大，并且检修维护难度较大。相比来讲，交流牵引电机没有换向器与电刷，无论是质量还是体积均有所明显减小，整个结构设计更加简单，转子无需绝缘处理，也无需设置引线，整个设备的制造成本大大降低。另外，交流牵引电机对运行环境的适应性更强，包括耐潮湿、防尘以及抗机械冲击性能优良，运行状态更加稳定可靠。如图2所示，交流电传动的变频器起到变压、定频的作用，在交流变频调速传动中利用静止变频器促使交流电动机的调速范围增大，在由变频电源向交流电动机供电时，为了维持磁通量恒定，就必须要保证端电压按频率函数关系变化，否则电动机将会出现励磁或欠励磁[3]。
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图2 交流传动脉冲宽度调制控制
结束语
地铁在城市建设中起到的作用非常重要，为保证其能够安全可靠的运行，需要就列车的电气牵引系统进行研究，根据实际情况来选择合适的牵引系统，切实满足车辆安全稳定运行的需求。
参考文献
[1]王小花.地铁车辆电气牵引系统设计研究[J].数字通信世界,2019(02):216+284.
[2]徐士强,王学安.关于地铁车辆电气牵引系统的电气控制分析与探讨[J].科技风,2018(33):113.
[3]贾博.对地铁车辆电气牵引系统的电气控制研究[J].山东工业技术,2018(10):40.