李炳奇 張迎

摘 要：近些年隨著各大城市的交通狀況愈發(fā)嚴峻，城市軌道交通憑借其具有美化市區(qū)環(huán)境、緩解交通堵塞現(xiàn)象以及支持城市布局結(jié)構(gòu)優(yōu)化等特點，在我國獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。城市軌道交通車輛具有的獨立行駛軌道、電力牽引裝置以及技術(shù)領(lǐng)先的信號控制系統(tǒng)等等技術(shù)優(yōu)勢，明顯優(yōu)越于其他交通方式，深得廣大人民群眾的喜愛。

關(guān)鍵詞：軌道車輛；電氣系統(tǒng)；輔助供電系統(tǒng)

一、前言

隨著社會需求的加大以及種種技術(shù)不斷進步，城市軌道交通車輛也隨之迅速發(fā)展。城市軌道交通是城市公共客運系統(tǒng)的一種，具有速度快、容量大等特點。城市軌道交通車輛需要借助電力驅(qū)動依托軌道運行，通過列車編組等方式在市區(qū)內(nèi)快速行駛。本文主要研究了城市軌道交通車輛的電氣系統(tǒng)的各個組成系統(tǒng)。

作為城市軌道交通車輛的重要系統(tǒng)和先進技術(shù)，電氣系統(tǒng)在保證司乘人員旅途安全性以及舒適性的同時，自身的技術(shù)也得到了長足的進步以及長遠的發(fā)展。比如說軌道車輛電氣控制系統(tǒng)從繼電器的控制上升到PLC控制，達到了信息化、智能化的極速飛躍；而軌道車輛的電氣控制設(shè)備也從最基本的照明、壓力保護設(shè)施、電開水爐以及搖頭風(fēng)扇升級到空調(diào)機組等等的車內(nèi)外設(shè)施，實現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保；同時軌道車輛電氣控制系統(tǒng)的電源技術(shù)先后經(jīng)歷了軸驅(qū)發(fā)電機供電、柴油發(fā)電機組供電、機車直供電等安全可靠的供電系統(tǒng)和越發(fā)先進的技術(shù)，種種的一切都提升了司乘人員旅途中的舒適安全度。

二、城市軌道交通車輛電氣系統(tǒng)的組成

城市軌道交通車輛電氣系統(tǒng)主要由四大部分組成，它們分別為：城市軌道交通車輛牽引與制動控制系統(tǒng)，城市軌道交通車輛輔助供電系統(tǒng)，城市軌道交通車輛車門控制系統(tǒng)，城市軌道交通車輛牽引傳動系統(tǒng)。

1.城市軌道交通車輛牽引與制動控制系統(tǒng)。牽引與制動控制系統(tǒng)是城市軌道交通車輛中必不可少的組成部分，牽引與制動控制系統(tǒng)技術(shù)也是城市軌道交通車輛控制技術(shù)核心之一，該復(fù)合制動控制系統(tǒng)主要包括摩擦制動、空氣制動、電制動以及制動指令系統(tǒng)。要知道，軌道車輛的牽引制動能力強弱會直接影響到軌道車輛的運行安全及運輸能力。因為城市軌道交通車輛兩個站點間距短及停車頻繁等特性，為縮短軌道車輛行駛時間來增強運輸性能，所以軌道車輛必須可以擁有較高的制動減速度。而城市軌道交通車輛最常采用減速度控制技術(shù)，制動指令需要通過電氣系統(tǒng)才能完成，也就是說制動系統(tǒng)必須按照電氣系統(tǒng)減速度的指令要求來施加制動力。司乘人員在站臺兩側(cè)固定區(qū)域上下車，因此要求軌道車輛的停站方位必須準確，為了達到這一目的，ATO系統(tǒng)或者司機會按照停車距離長短來給定車輛電氣系統(tǒng)減速度指令，這就要求軌道車輛在制動過程中一定能夠根據(jù)減速度命令來快速產(chǎn)生相應(yīng)程度的制動力。

2.城市軌道交通車輛輔助供電系統(tǒng)。城市軌道交通車輛的輔助供電系統(tǒng)主要負責除了牽引系統(tǒng)主電路之外其余裝置的供電工作，照明的電源、牽引、制動控制裝置的控制電源、空調(diào)通風(fēng)裝置電源、通信信號裝置電源等等都要通過輔助供電系統(tǒng)來工作。軌道車輛的輔助供電系統(tǒng)主要由直流供電系統(tǒng)和三相交流供電系統(tǒng)構(gòu)成。其中的直流供電系統(tǒng)組成部分為由充電機、整流裝置、蓄電池以及直流用電設(shè)備，通過充電機和蓄電池來提供電；而三相交流供電系統(tǒng)的主要組成部分為電熱器、協(xié)助變流器以及三相輔助設(shè)備電機等種種交流負載設(shè)備，該系統(tǒng)由輔助變流器提供電。

由此可知，對于軌道車輛的正常運行情況，輔助供電系統(tǒng)本身的安全能力和可靠程度便格外的重要。因此這就需要在軌道車輛設(shè)計時期，對輔助供電系統(tǒng)的組成以及功能性要求種種進行詳細的調(diào)查與分析，最終要選擇出合適的設(shè)備、以及相應(yīng)的參數(shù)來構(gòu)建安全能力和可靠程度最佳的輔助供電系統(tǒng)，以此來滿足軌道車輛運行需求。

要想輔助供電裝置的低損耗、高效率的特性發(fā)揮出來，就需要實現(xiàn)供電裝置的高頻化。供電裝置的高頻化還可以實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，減小所占空間以及減輕重量。因為供電裝置高頻化不僅僅可以降低了變換器的體積，增大性價比，還可以將瞬時響應(yīng)速度提到極致，這樣可以抑制輔助供電裝置產(chǎn)生的噪音，因此研究開發(fā)出更加高頻化的輔助供電裝置并投入生產(chǎn)應(yīng)用也已成為新型技術(shù)發(fā)展趨勢。

3.城市軌道交通車輛車門控制系統(tǒng)。城市軌道交通車輛的車門控制系統(tǒng)的控制對象主要包括各個車門的開和關(guān)。它們都是由控制電路、執(zhí)行機構(gòu)和不同的機械結(jié)構(gòu)即控制開關(guān)組成。由于各個控制對象的模塊信號采集電路都要與相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)連接，因此必須要考慮不同受控對象的機械組織。要想實現(xiàn)門的開關(guān)，重點是中央控制模塊和子系統(tǒng)控制模塊，軌道車輛總線連接著中央控制以及本單元控制，軌道車輛總線則是通過總線的收發(fā)器同各子系統(tǒng)傳遞控制數(shù)據(jù)和信息數(shù)據(jù)等，以此協(xié)助各子系統(tǒng)完成相應(yīng)的功能，控制部分車門的開和關(guān)的狀態(tài)。

4.城市軌道交通車輛牽引傳動系統(tǒng)。城市軌道交通車輛對牽引傳動系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性以及可靠性要求頗高，軌道車輛往往以固定的編組模式營運，具有兩站間距離短，中間?？空緮?shù)量多，兩站間運營時間少，因此軌道車輛的牽引傳動系統(tǒng)的運行能力必須能夠滿足上述情況，并且具有較強的短時過載、斷續(xù)工作能力等。軌道車輛的牽引傳動系統(tǒng)的選擇是體現(xiàn)軌道車輛技術(shù)水平最為重要的標志，而因為牽引傳動系統(tǒng)的設(shè)計會涉及到國內(nèi)外各個企業(yè)的利益、對市場與競爭影響非常大，因此核心技術(shù)的設(shè)計部分基本都是由國外的企業(yè)完成，盡管美名其曰“合作”關(guān)系，但是不難看出我國還未能真正實現(xiàn)牽引傳動系統(tǒng)的國產(chǎn)化。

三、結(jié)語

城市軌道交通的建設(shè)從規(guī)劃一直到運營，過程需要建筑制造以及管理等多方面多個領(lǐng)域技術(shù)。隨著電力方向以及控制技術(shù)的不斷發(fā)展，我國迫切需要研發(fā)出“高效、環(huán)保、節(jié)能”的城市軌道交通技術(shù)并且生產(chǎn)投入使用。這其中作為城市軌道交通車輛技術(shù)水平的標志——軌道車輛電氣系統(tǒng)急需采用更加智能以及高效的技術(shù)，來滿足我國城市軌道交通的迫切需要，其市場前景及其廣闊。

參考文獻：

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[2]楊丹燕 低地板輕軌車輛輔助電源系統(tǒng)隔離方案的分析 《電氣技術(shù)》-2007年第1期.