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城市轨道交通车辆电气系统的研究陈敏

发表时间：2021/3/26 来源：《中国电力企业管理》2021年1月作者：陈敏

[导读] 现如今，随着社会经济的飞速发展，我国的轨道交通行业发展迅速，人们逐渐对自身的出行方式进行改变。人们日益增长的交通需求，促进了相关工作人员对轨道车辆的整体设计水平。对于当代的交通轨道来说，电力系统有着越来越高的要求，在一定程度上可以为轨道车辆的正常运行提供一个安全可靠的运行环境。

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摘要：现如今，随着社会经济的飞速发展，我国的轨道交通行业发展迅速，人们逐渐对自身的出行方式进行改变。人们日益增长的交通需求，促进了相关工作人员对轨道车辆的整体设计水平。对于当代的交通轨道来说，电力系统有着越来越高的要求，在一定程度上可以为轨道车辆的正常运行提供一个安全可靠的运行环境。
关键词：城市轨道交通；车辆；电气系统
        引言
        作为城市轨道交通车辆的重要系统和先进技术，电气系统在保证司乘人员旅途安全性以及舒适性的同时，自身的技术也得到了长足的进步以及长远的发展。比如说轨道车辆电气控制系统从继电器的控制上升到PLC控制，达到了信息化、智能化的极速飞跃；而轨道车辆的电气控制设备也从最基本的照明、压力保护设施、电开水炉以及摇头风扇升级到空调机组等等的车内外设施，实现了节能环保；同时轨道车辆电气控制系统的电源技术先后经历了轴驱发电机供电、柴油发电机组供电、机车直供电等安全可靠的供电系统和越发先进的技术，种种的一切都提升了司乘人员旅途中的舒适安全度。
        1城市轨道交通车辆电气系统研究的意义
        城市轨道交通作为一种公共空间交通工具，在我国许多大中城市得到了推广，实际服务人数远远超出了他们的想象。因此，它已经成为每个人日常生活中相对常见的交通方式。随着城市轨道交通道路交通的发展和应用方式的不断扩大，必须保证轨道交通运行的稳定性、安全性和可靠性。对于进入轨道城市交通的车辆来说，电气设备系统是城市中最关键的环节。它不仅对驾驶员和乘客的生命安全起到了很好的作用，而且大大减少了企业的运营工作量。风险因素还可以提供更高效、快捷、便捷的出行方式，这将改变本市车辆拥挤、骑自行车上班存在诸多不便的事实。密切相关人员的身份必须为直接技术处理做好充分准备，以便及时发现解决方案。创新固有核心技术，大幅度提高大城市轨道公共交通车辆运行效率、质量和安全性。新技术已经取代了传统技术，并已应用于城市，以进入铁路交通和车辆。与传统形式的交流接触器控制技术相比，PLC控制技术具有独特而强大的优势，因此逐渐得到应用，使整个都市轨道车辆行驶，另一方面使电子软件系统的信息的整体水平向智能化方向发展。完全控制其技术缺陷并大大减少它可能是最传统的中间继电器所缺少的，这是减少停电并大大减少人为因素的重要因素。尤其是在连续操作可控性和安全性方面，提高轨道加速车辆的整体性能更为重要。
        2.城市轨道交通车辆电气系统的研究
        2.1城市轨道交通车辆牵引与制动控制系统
        牵引与制动控制系统是城市轨道交通车辆中必不可少的组成部分，牵引与制动控制系统技术也是城市轨道交通车辆控制技术核心之一，该复合制动控制系统主要包括摩擦制动、空气制动、电制动以及制动指令系统。要知道，轨道车辆的牵引制动能力强弱会直接影响到轨道车辆的运行安全及运输能力。因为城市轨道交通车辆两个站点间距短及停车频繁等特性，为缩短轨道车辆行驶时间来增强运输性能，所以轨道车辆必须可以拥有较高的制动减速度。而城市轨道交通车辆最常采用减速度控制技术，制动指令需要通过电气系统才能完成，也就是说制动系统必须按照电气系统减速度的指令要求来施加制动力。司乘人员在站台两侧固定区域上下车，因此要求轨道车辆的停站方位必须准确，为了达到这一目的，ATO系统或者司机会按照停车距离长短来给定车辆电气系统减速度指令，这就要求轨道车辆在制动过程中一定能够根据减速度命令来快速产生相应程度的制动力。

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        2.2城市轨道交通车辆辅助供电系统
        城市轨道交通车辆的辅助供电系统主要负责除了牵引系统主电路之外其余装置的供电工作，照明的电源、牵引、制动控制装置的控制电源、空调通风装置电源、通信信号装置电源等等都要通过辅助供电系统来工作。轨道车辆的辅助供电系统主要由直流供电系统和三相交流供电系统构成。其中的直流供电系统组成部分为由充电机、整流装置、蓄电池以及直流用电设备，通过充电机和蓄电池来提供电；而三相交流供电系统的主要组成部分为电热器、协助变流器以及三相辅助设备电机等种种交流负载设备，该系统由辅助变流器提供电。由此可知，对于轨道车辆的正常运行情况，辅助供电系统本身的安全能力和可靠程度便格外的重要。因此这就需要在轨道车辆设计时期，对辅助供电系统的组成以及功能性要求种种进行详细的调查与分析，最终要选择出合适的设备、以及相应的参数来构建安全能力和可靠程度最佳的辅助供电系统，以此来满足轨道车辆运行需求。要想辅助供电装置的低损耗、高效率的特性发挥出来，就需要实现供电装置的高频化。供电装置的高频化还可以实现节能环保，减小所占空间以及减轻重量。因为供电装置高频化不仅仅可以降低了变换器的体积，增大性价比，还可以将瞬时响应速度提到极致，这样可以抑制辅助供电装置产生的噪音，因此研究开发出更加高频化的辅助供电装置并投入生产应用也已成为新型技术发展趋势。
        2.3城市轨道交通车辆车门控制系统
        用于打开车辆门的综合控制系统，以加快城市轨道交通的行驶速度，因此可以控制对象。它由控制电路元件组成，继续执行机制和各种机械结构，即控制开关操作构件。因为每个系统模块和控制对象的信号采集方法和控制电路必须与相关的中间执行器相连，所以门开关按钮的关键是控制中央控制系统模块和功能模块中的系统模块，考虑到不同受控对象和机械领导组织的比较。轨道加速车辆的总线连接与中央控制器和每个单元控制器相连。数据总线收发器向每个子系统发送可以控制数据信息的内容。
        2.4城市轨道交通车辆牵引传动系统
        在大都市中进入轨道交通的车辆对制导和驱动软件系统的安全性，可靠性和稳定性有非常明确的要求。铁路车辆通常以固定位置编组列车模式运行，并且站之间的运行时间非常短。然而，偏离轨道车辆的惯性驱动系统的连续行驶能力必须足够强以满足上述条件。选择驾驶系统而不是驾驶轨道车辆是进入轨道车辆技术水平的最重要指标，由于惯性的原因，系统的设计将涉及许多国内企业的个人利益。它对当前的市场和参与竞争有重大影响，重要的核心技术实施的一小部分基本上已由外国公司完成。不难看出，我国尚未真正实现驾驶系统的国产化。
        结语
        建设城市轨道交通让人们的出行更加便利，它能够极大缓解城市出现的交通拥堵问题，使人们拥有方便快捷的交通工具。城市轨道交通的建设必须在拥有足够技术的基础上完成，而电气系统就是其中最重要的一项。随着科技的发展，轨道车辆的研究和发展都会逐渐深入，这些都将为城市轨道交通的发展做保障。此外，想要更快地推动城市轨道交通发展，其研究人员就必须多多实践，结合我国的国情，研制出具有较高科技含量，并且在实际应用当中实现低耗能、绿色的新型城市轨道交通技术，为我国更好、更快发展贡献出一份力量。
参考文献
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[3]文登，张宁．中国城市轨道交通协会标准化技术委员会牵引系统分委会成立[J]．控制与信息技术，2019(1):37．
[4]韩宇，杨东，尚小菲．磁浮车辆液压夹钳单元绝缘方案研究[J]．现代城市轨道交通，2020(5):36-40．
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