電力電子技術(shù)與鐵路機(jī)車牽引動力發(fā)展

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摘要:隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國的鐵路行業(yè)也進(jìn)入到了高速發(fā)展的階段，尤其是越來越多的新技術(shù)被應(yīng)用到鐵路建設(shè)當(dāng)中，推動了鐵路技術(shù)方面的創(chuàng)新發(fā)展。對于鐵路機(jī)車而言，電力電子技術(shù)的應(yīng)用，提高了機(jī)車設(shè)備的運(yùn)行性能，滿足了當(dāng)前社會發(fā)展的需要。本文將簡單闡述電力電子技術(shù)的特點(diǎn)，并對其在鐵路機(jī)車牽引動力方面的應(yīng)用與發(fā)展展開分析，為相關(guān)工作者提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞:電力電子技術(shù);鐵路機(jī)車;牽引動力

1緒論

為了滿足社會發(fā)展的需要，鐵路行業(yè)正朝著速度更快、穩(wěn)定性更高、成本更低廉的方向發(fā)展。尤其是電力電子技術(shù)在鐵路機(jī)車當(dāng)中的應(yīng)用，優(yōu)化了機(jī)車設(shè)備的結(jié)構(gòu)和性能，提高了鐵路運(yùn)輸?shù)男省Ｒ虼?，研究分析電力電子技術(shù)與鐵路機(jī)車牽引動力的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2鐵路機(jī)車牽引技術(shù)的發(fā)展

機(jī)械設(shè)備的發(fā)展，帶動了鐵路機(jī)車設(shè)備的發(fā)展。在鐵路機(jī)車設(shè)備的最初時(shí)期，很多機(jī)車設(shè)備的主要?jiǎng)恿碓从谡羝羝綑C(jī)車也是鐵路系統(tǒng)的第一代機(jī)車，標(biāo)志著人類社會的道路運(yùn)輸正式進(jìn)入到了全新的發(fā)展時(shí)期。蒸汽類型的機(jī)車因其動力較弱，操作繁瑣等問題，難以滿足交通運(yùn)輸發(fā)展的需要，同時(shí)由于其主要以煤炭作為主要燃料，不僅消耗大量的能源，而且還排放大量的二氧化硫，對周圍的環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。于是，在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展推動下，電力類型的機(jī)車設(shè)備越來越多的應(yīng)用到鐵路運(yùn)輸當(dāng)中，提高了機(jī)車設(shè)備操作效率的同時(shí)，也使得機(jī)車設(shè)備的牽引動力更為強(qiáng)大。近年來，晶閘管整流器類型的機(jī)車設(shè)備越來越多，推動了鐵路機(jī)車電子化的發(fā)展。該類型的機(jī)車設(shè)備不僅具有電力類型機(jī)車設(shè)備的良好性能，而且還能夠高效率的控制電能，實(shí)現(xiàn)了機(jī)車設(shè)備的高效率運(yùn)行。例如當(dāng)前我國自主研發(fā)的韶山系列電力機(jī)車等，就是在牽引動力方面引入了電力電子技術(shù)。此外，我國還自主開發(fā)了斬薄調(diào)壓技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了不使用開關(guān)的情況下，通過脈沖技術(shù)的應(yīng)用，將觸網(wǎng)電壓直接牽引到發(fā)動機(jī)上，為鐵路機(jī)車的電動機(jī)，在一定范圍內(nèi)提供了持續(xù)不斷的穩(wěn)定電壓。

3電力電子技術(shù)概述

3．1電力電子技術(shù)

相比較傳統(tǒng)的電子技術(shù)，電力電子技術(shù)利用了如GTO、晶閘管等電力電子元器件，對電能實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化控制。該項(xiàng)技術(shù)既可以將電力的功率調(diào)高到兆瓦的水平，也可以將其調(diào)低到1瓦以下。在鐵路機(jī)車設(shè)備中引入該項(xiàng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)車電能的精準(zhǔn)控制，使得機(jī)車可以按照人們的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行運(yùn)行，不僅提高了鐵路行業(yè)電能的利用效率，而且還提高了電力類機(jī)車的運(yùn)行效率。

3．2電力電子技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

在鐵路機(jī)車牽引動力中，應(yīng)用電力電子技術(shù)，不僅可以有效的提高機(jī)車本身的運(yùn)行速率，而且還具有以下優(yōu)勢:(1)電力電子技術(shù)可以對當(dāng)前鐵路機(jī)車的交流電機(jī)進(jìn)行優(yōu)化，在滿足鐵路機(jī)車基本性能要求的基礎(chǔ)上，縮小了電機(jī)設(shè)備的體積，解決了傳統(tǒng)鐵路機(jī)車設(shè)備安裝與運(yùn)行時(shí)間長等問題。此外，電力電子技術(shù)還可以有效的優(yōu)化鐵路與輪軌之間的摩擦力，提高了機(jī)車設(shè)備的牽引功率。(2)電力電技術(shù)可以為鐵路機(jī)車的運(yùn)行提供持續(xù)穩(wěn)定的動力，相比較傳統(tǒng)的電力技術(shù)，鐵路機(jī)車的運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性大幅度得到了提高。(3)解決了鐵路機(jī)車存在的電刷與轉(zhuǎn)向器磨損問題，有效的控制了電動機(jī)無換向器的控制，確保了鐵路機(jī)車運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性。

4電力電子技術(shù)在鐵路機(jī)車牽引動力方面的應(yīng)用

近年來，傳統(tǒng)的交流電控制牽引力模式，已經(jīng)難以滿足鐵路機(jī)車設(shè)備實(shí)際運(yùn)行的要求，很多地區(qū)都積極引入了新技術(shù)和新材料，以期滿足當(dāng)前社會發(fā)展的需要，實(shí)現(xiàn)鐵路系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。尤其是多頻率的交流電牽引驅(qū)動的應(yīng)用，正式標(biāo)志著電力電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)了鐵路機(jī)車牽引動力的優(yōu)化升級，其具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1)通過四象限變流器的有效利用，降低了鐵路機(jī)車運(yùn)行過程中，電網(wǎng)中存在的電流諧波分類，提高了電力供應(yīng)的質(zhì)量，確保了鐵路機(jī)車運(yùn)行過程中不會受到交流電動力產(chǎn)生的信號干擾，進(jìn)一步提高了鐵路系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。(2)利用交流傳動電力電子技術(shù)，改善了供電電網(wǎng)的電工功率，使其接近于1功率，有效的降低了電網(wǎng)當(dāng)中的電能損耗。此外，它還可以通過再生制動的方式，對電網(wǎng)實(shí)時(shí)反饋電能的相關(guān)信息，提高了電能質(zhì)量的同時(shí)，也達(dá)到了節(jié)能減排的目的。(3)利用電力電子技術(shù)，可以優(yōu)化鐵路機(jī)車牽引與制動之間的關(guān)系，例如，利用設(shè)置在鐵路機(jī)車上的位置轉(zhuǎn)換開關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)了在主電路上對牽引、制動的自動轉(zhuǎn)換，有效的避免了人工操作所可能存在的錯(cuò)誤，提高了轉(zhuǎn)換的效率，使得整個(gè)操作過程更加的簡便和可靠。

5結(jié)語

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，推動了鐵路系統(tǒng)的高速發(fā)展。尤其是電力電子技術(shù)的應(yīng)用，給鐵路機(jī)車牽引動力的發(fā)展指明了全新的發(fā)展方向，進(jìn)一步提高了鐵路機(jī)車的運(yùn)行效率。因此，相關(guān)工作者必須重視電力電子技術(shù)的研究，不斷創(chuàng)新，研制出更多的設(shè)備應(yīng)用到鐵路系統(tǒng)當(dāng)中，推動鐵路系統(tǒng)的智能化、自動化發(fā)展。

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［2］修澤．電力電子技術(shù)對電牽引傳動系統(tǒng)發(fā)展的影響［J］．電子技術(shù)與軟件工程，2018(2):230．

作者：陳娜 單位：河北軌道運(yùn)輸職業(yè)技術(shù)學(xué)院