電力電子技術(shù)與鐵路機(jī)車牽引動(dòng)力的發(fā)展

顧雪來

摘 要：在鐵路系統(tǒng)機(jī)車設(shè)備的發(fā)展中，電力電子技術(shù)對(duì)提升機(jī)車設(shè)備的牽引力實(shí)際性能等方面有著關(guān)鍵性的作用。應(yīng)關(guān)注機(jī)車設(shè)備發(fā)展的實(shí)際需要，不斷在機(jī)車設(shè)備發(fā)展過程中融入新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)鐵路機(jī)車牽引動(dòng)力的進(jìn)一步優(yōu)化?；诖吮疚膶?duì)電力電子技術(shù)與鐵路機(jī)車牽引動(dòng)力的發(fā)展進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：電力電子；鐵道系統(tǒng)；牽引動(dòng)力

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.098

一直以來鐵路系統(tǒng)都因其運(yùn)輸速度快、穩(wěn)定性高、整體成本偏低等特點(diǎn)而廣受歡迎，并且在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的引導(dǎo)下不斷有新型技術(shù)融入到了機(jī)車設(shè)備生產(chǎn)研發(fā)當(dāng)中，使機(jī)車設(shè)備的結(jié)構(gòu)以及性能不斷的得到優(yōu)化、增強(qiáng)。這在滿足了當(dāng)前社會(huì)各種需求的同時(shí)也顯現(xiàn)了巨大的發(fā)展?jié)摿Γ绕涫请娏﹄娮蛹夹g(shù)被運(yùn)用到了鐵路系統(tǒng)機(jī)車設(shè)備之后，讓機(jī)車設(shè)備的發(fā)展愈發(fā)快速。

1 電力電子技術(shù)的分析

1.1 電力電子技術(shù)的涵義

電力機(jī)車在實(shí)際的使用中存在較多的難點(diǎn)，尤其是在電能的有效控制方面的難度較大。在對(duì)電力機(jī)車不斷優(yōu)化改良的過程中，優(yōu)化對(duì)機(jī)車設(shè)備電能的控制效果也是當(dāng)前機(jī)車研發(fā)制造領(lǐng)域的關(guān)鍵性研究課題。電子電力技術(shù)是一種有別于傳統(tǒng)的電子技術(shù)，它是一門新興的應(yīng)用于電力領(lǐng)域的技術(shù)，電力電子技術(shù)通過效利用電子器件，例如：GTO、如晶閘管等，對(duì)電能進(jìn)行有效控制和調(diào)節(jié)。并且利用該技術(shù)可以輕松將電力功率調(diào)高或者降低，有使用方便、快捷等特點(diǎn)。電子電力技術(shù)與信息電子技術(shù)有很大的區(qū)別，它主要運(yùn)用于電力的變化和使用。電力電子技術(shù)目前已經(jīng)成為了一項(xiàng)重要的電力交換技術(shù)，伴隨著我國(guó)的快速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來，電力電子技術(shù)也在逐步提升，該技術(shù)不但可以有效控制機(jī)車牽引系統(tǒng)中的各種設(shè)備，還能夠?qū)鲃?dòng)速度的快慢進(jìn)行調(diào)節(jié)。目前該技術(shù)也逐漸成為了自動(dòng)化專業(yè)和電氣工程中一門非常重要的課程，在專業(yè)人才培養(yǎng)中占著非常重要的位置，被越來越多人重視。

1.2 電力電子技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

在機(jī)車設(shè)備的發(fā)展階段中，電力電子技術(shù)的出現(xiàn)以及使用發(fā)揮了關(guān)鍵性的作用，這項(xiàng)技術(shù)也成為影響機(jī)車實(shí)際性能的關(guān)鍵性技術(shù)，對(duì)于提升機(jī)車設(shè)備性能有著巨大的優(yōu)勢(shì)。第一，在不斷對(duì)交流電機(jī)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化改良之后，在保證電機(jī)設(shè)備性能的同時(shí)也使電機(jī)設(shè)備的體積不斷縮小因?yàn)闄C(jī)車設(shè)備上的空間有限，縮小了電機(jī)設(shè)備的體積也就給機(jī)車設(shè)備留下了更多的使用空間?，F(xiàn)代機(jī)車設(shè)備電機(jī)在優(yōu)化的階段中整體朝向體積不斷減小、設(shè)備性能不斷增強(qiáng)、設(shè)備整體質(zhì)量逐漸提升的方向發(fā)展，使鐵路系統(tǒng)的運(yùn)行速度得到保證。而且電力電子技術(shù)所帶來的影響遠(yuǎn)不止于此，這項(xiàng)技術(shù)還能改變列車運(yùn)行鐵軌之間的作用力，這種保證措施對(duì)于當(dāng)今不斷提速的火車系統(tǒng)來講顯得尤為重要，既達(dá)到了保證列車運(yùn)行速率的目標(biāo)，也滿足了保證列車運(yùn)行安全穩(wěn)定的要求。第二、對(duì)于以往的機(jī)車還存在著不穩(wěn)定的特性，合理的利用電力電子技術(shù)能夠?qū)C(jī)車的中樞系統(tǒng)進(jìn)行控制，從而保障機(jī)車行駛的穩(wěn)定性，在一定程度上也減少了事故的發(fā)生幾率；第三、電力電子技術(shù)加大了異步交流電動(dòng)機(jī)的使用率，從而使得牽引的性能不斷升高，促進(jìn)機(jī)車的正常運(yùn)行；第四、對(duì)于電力電子技術(shù)的使用，還可以進(jìn)一步提高機(jī)車運(yùn)行的可靠性能，該技術(shù)的使用能夠?qū)﹄妱?dòng)機(jī)無換向器進(jìn)行有效控制，消除轉(zhuǎn)向器和電刷之間的磨損。

2 鐵路系統(tǒng)機(jī)車設(shè)備發(fā)展分析

機(jī)車設(shè)備的發(fā)展也正是機(jī)械設(shè)備的發(fā)展歷史，從最初的簡(jiǎn)單機(jī)械不斷的優(yōu)化發(fā)展為現(xiàn)代高性能的機(jī)械設(shè)備。在機(jī)車設(shè)備發(fā)展的最初時(shí)期，機(jī)車設(shè)備為蒸汽類型的機(jī)械設(shè)備。蒸汽類型機(jī)車的出現(xiàn)是鐵路系統(tǒng)發(fā)展的萌芽，將人類社會(huì)帶入了新的發(fā)展時(shí)期。但這種蒸汽類型的機(jī)車設(shè)備也存在著動(dòng)力不足、操作繁瑣等問題。在機(jī)車設(shè)備制造技術(shù)不斷吸納各種新型技術(shù)之后，出現(xiàn)了電力類型的機(jī)車設(shè)備，從而使機(jī)車設(shè)備的性能發(fā)生了改變。使機(jī)車設(shè)備的操控更加高效、牽引力更加的強(qiáng)大。早期的電力類型機(jī)車設(shè)備主要使用直流電作為機(jī)車設(shè)各的供給能源。在科技變革的推動(dòng)下，機(jī)車設(shè)備也再次得到了優(yōu)化，出現(xiàn)了晶閘管整流器類型的機(jī)車設(shè)備，這也標(biāo)志著人類在利用電能以及電子設(shè)備的道路上又向前邁進(jìn)了一步，這種電子類型的機(jī)車除了繼承之前機(jī)車設(shè)備良好性能之外，還在電能的利用上取得了突破，在機(jī)車設(shè)備運(yùn)行中使用了50Hz以及60Hz的電能技術(shù)。而電力類型機(jī)車的優(yōu)化升級(jí)時(shí)至今日仍在繼續(xù)，出現(xiàn)了更高效的機(jī)車設(shè)備，推動(dòng)了機(jī)車設(shè)備的發(fā)展。

3 鐵路機(jī)車在電力電子技術(shù)應(yīng)用中的分析

這些年伴隨著各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)的不斷革新與進(jìn)步，電力電子技術(shù)也有了很大的發(fā)展，在傳統(tǒng)模式上是通過交流來對(duì)牽引力進(jìn)行控制，但是這顯然滿足不了實(shí)際的運(yùn)行需求。如今更多的創(chuàng)新技術(shù)被引入到了鐵路機(jī)車牽引力的研究中，多頻率的交流電牽引驅(qū)動(dòng)已經(jīng)逐漸在全國(guó)各地推廣開來，已經(jīng)被越來越多的人重視和接受。這項(xiàng)目現(xiàn)代化技術(shù)具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）加大交流傳動(dòng)電力電子技術(shù)的使用可以很好的利用四象限變流器，不但能夠降低機(jī)車在電網(wǎng)中電流諧波的分量，還能夠提高電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量，以避免在傳輸?shù)倪^程中出現(xiàn)的信號(hào)干擾。（2）加大該技術(shù)的使用力度，可以通過再生制動(dòng)的方式不間斷地向電網(wǎng)進(jìn)行電能的反饋，該技術(shù)的使用改變了供電電網(wǎng)的功率，同時(shí)也降低了電網(wǎng)的損耗，對(duì)于電網(wǎng)的電能質(zhì)量有了很大的提升。從而也起到了節(jié)約電能的目的。（3）在鐵路機(jī)車中合理利用交流傳動(dòng)電力電子技術(shù)，能夠使得鐵路機(jī)車的制動(dòng)和牽引之間的關(guān)系更加的和諧，并且可以在主電路是逐步實(shí)施轉(zhuǎn)換和調(diào)整，不但提高了安全的效率還縮短了人工操作的時(shí)間。

4 結(jié)束語

由于鐵路系統(tǒng)在運(yùn)輸方面擁有著運(yùn)輸速率快、穩(wěn)定性能良好、運(yùn)輸成本低廉的特點(diǎn)，無論在客運(yùn)還是在貨運(yùn)領(lǐng)域都有突出的作用。在未來的社會(huì)中也將會(huì)發(fā)揮出更大的優(yōu)勢(shì)。而機(jī)車作為整組列車的牽引裝置，也是決定列車設(shè)備運(yùn)行效率的關(guān)鍵，要能在充分使用現(xiàn)代電力電子技術(shù)的同時(shí)不斷對(duì)電子技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，保證設(shè)備的運(yùn)行效率。

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