陈志东 崔宪伟 陈姝
中车长春轨道客车股份有限公司 130000
摘要：随着我国工业化进程的不断推进和经济的腾飞，社会现代化的进程不断加快，公共交通系统的完善程度也是如此。城市电气轨道车辆符合政府当前倡导的低碳环保理念，其运输轨迹固定，速度快，安全稳定等等，在城市公共交通系统中起着非常重要的作用。根据城市轨道车辆电气传动系统的概况及发展，简要论述了城市轨道车辆的电气传动系统。
关键词：城市轨道车辆；电气传动系统
引言：城市轨道交通为居民的生活和出行提供了极大的便利，并促进了城市化进程。随着科学技术的发展，城市轨道交通也在发展，电气传动系统以其节能和高效的优势，为轨道交通提供了重要的支持。本文分析了城市轨道车辆电气传动系统的发展，为研究中国交通运输系统的运行提供了参考。
一、电气传动系统概述
轨道车辆的电气传动系统就是指轨道车辆的运行依靠于电力进行牵引，将电能转化为动能，以保持轨道车辆的正常运行和辅助电气设备的工作。近年来，电力技术的发展日新月异，电气传动系统具有足够的技术支持，城市轨道车辆操作不仅安全稳定，而且高效节能。
二、城市轨道车辆电气传动系统的组成
1.牵引与控制系统。牵引与控制系统是轨道车辆电气传动系统的重要组成部分，不仅与车辆的运行有关，而且与车辆的安全有关。城市运营中的城市轨道车辆的最大特点是起停时间短，这对车辆的制动能力提出了很高的要求，电气传动系统中的牵引力和控制系统可以提供这样的技术，使得该系统可以根据车距发出相应的制动指令，以进行准确的制动操作，即确保车辆运行效率，也提高了准确性，降低了安全事故的发生[1]。
2.辅助供电系统。轨道车辆电气传动系统的另一个重要组成部分是辅助供电系统，其主要提供除牵引系统主电路外的电源，如照明电源，空调电源，信号设备电源等。辅助供电系统可分为直流供电系统和三相交供电系统，直流供电系统主要组成为充电机、蓄电池、整流装置、直流用电设备，而三相交供电系统的主要组成为电热器、协助变流器、三相辅助设备等。必须根据车辆设备和性能要求严格控制参数，以确保供电系统的安全性和有效性。
3.轨道交通车门控制系统。顾名思义，车门控制系统是轨道车辆车门的开关控制系统，它的主要组成包括电路控制设备、机械组成结构和执行机构。执行机构与各个子系统连接，收集不同的信号进行分析和控制，从而实现准确的开门和关门[2]。
三、城市轨道车辆电气传动系统的发展
（一）电动机传动系统的发展
根据电动机的不同，可分为直流传动和交流传动。两者的主要区别在于，直流传动通过冗余结构实现了简单的操作，而交流传动相反，交流传动具有简单的结构，其操作起来相对复杂。中国城市轨道车辆电气传动系统中的电动机传动系统经历了从直流传动到交流传动的发展，并实现了从直流调压调速到交流变频调速的变化。
在上一阶段，直流电机由于其简单的操作和可控的性能已成为大多数电动系统的选择，但随着交流电动机调试技术的提高和变频性能的提高，交流传动得以发展，另外，数控技术与半导体技术促进了的交流传动的发展。
（二）牵引变流器的发展
随着电子技术的飞速发展，电气传动系统的电动机发展迅速。从复杂结构的直流电动机变为高效，安全和稳定的交流电动机传动。特别是在21世纪，轨道车辆的电气传动系统迎来了重大变革——IGBT模块的应用。IGBT模块结构简单，功率损耗小，适合于轨道车辆的频繁起停，可以防止短路和自我保护、体积小、散热快等突出的特点，因此在轨道车辆中电气传动系统已被广泛使用[3]。
（三）无速度传感器的矢量控制系统
在无速度传感器矢量控制系统普及之前，通常用具有电子传感装置功能的传感器感知并计算电机速度，而传统的传感装置增加了轨道交通的维护成本和车组工作人员的工作量。无速度传感器矢量控制系统可以从车辆运行中的电流反馈计算速度，反应灵敏，准确，大大改善了轨道车辆的运行性能。
（四）降噪及电力制动系统
电力系统中的牵引变流器变速方式会产生大量噪声。当前的降噪技术基于高谐波的改善，有效地减少了轨道车辆的运行中产生的电磁噪声。目前，城市轨道列车中经常使用的气制动，但是气制动有一些缺点。例如，车辆停在站台前，会降低车速，在这种情况下，采用气制，列车和轨道之间摩擦会产生巨大的噪音，并导致车身剧烈晃动，给乘客造成的不便。目前，从气制动到电力制动的发展可以实现列车的智能精准，降噪的同时还可以有效减轻列车的晃动，从根本上解决列车制动影响舒适度的问题，减少列车和轨道摩擦，降低了轨道交通的维护成本[4]。
（五）无吸收电路IGBT模块
轨道交通的建设是为了缓解城市地上公共交通系统的运输压力。想要满足城市轨道交通的日常运行工作，必须增加城市轨道交通的载客量。其中，无吸收电路式IGBT模块体型适宜且重量小，安装于轨道列车可以合理增加载客量，提升安全度，同时降低了列车的运行成本[5]。
结束语：
科学技术的发展和进步，推动着城市轨道交通系统的发展，也为大众的出行提供了方便。本文简单介绍了城市轨道车辆电气传动系统的组成以及该系统目前的发展状况，以期为电力传动系统安全运行提供参考。
参考文献：
[1]张先武.城市轨道车辆电气传动系统的发展探究[J].现代制造技术与装备,2020,56(07):106+108.
[2]邓爱喜.简析城市轨道车辆电气传动系统的发展[J].南方农机,2019,50(13):105.
[3]米志宏.城市轨道车辆电气传动系统的发展[J].城市建设理论研究(电子版),2017(15):17.
[4]池洋,赵勤坤.城市轨道交通车辆电气传动系统的应用研究[J].科学中国人,2017(05):32.
[5]吴天皓.城市轨道交通中车辆电气传动系统的应用[J].技术与市场,2016,23(10):89.