電力電子技術與鐵路機車牽引動力發(fā)展

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摘要:隨著社會經濟的發(fā)展，我國的鐵路行業(yè)也進入到了高速發(fā)展的階段，尤其是越來越多的新技術被應用到鐵路建設當中，推動了鐵路技術方面的創(chuàng)新發(fā)展。對于鐵路機車而言，電力電子技術的應用，提高了機車設備的運行性能，滿足了當前社會發(fā)展的需要。本文將簡單闡述電力電子技術的特點，并對其在鐵路機車牽引動力方面的應用與發(fā)展展開分析，為相關工作者提供參考借鑒。

關鍵詞:電力電子技術;鐵路機車;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在鐵路機車當中的應用，優(yōu)化了機車設備的結構和性能，提高了鐵路運輸的效率。因此，研究分析電力電子技術與鐵路機車牽引動力的發(fā)展具有重要的現實意義。

2鐵路機車牽引技術的發(fā)展

機械設備的發(fā)展，帶動了鐵路機車設備的發(fā)展。在鐵路機車設備的最初時期，很多機車設備的主要動力來源于蒸汽，而蒸汽式機車也是鐵路系統(tǒng)的第一代機車，標志著人類社會的道路運輸正式進入到了全新的發(fā)展時期。蒸汽類型的機車因其動力較弱，操作繁瑣等問題，難以滿足交通運輸發(fā)展的需要，同時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)境造成了嚴重的污染。于是，在科學技術的發(fā)展推動下，電力類型的機車設備越來越多的應用到鐵路運輸當中，提高了機車設備操作效率的同時，也使得機車設備的牽引動力更為強大。近年來，晶閘管整流器類型的機車設備越來越多，推動了鐵路機車電子化的發(fā)展。該類型的機車設備不僅具有電力類型機車設備的良好性能，而且還能夠高效率的控制電能，實現了機車設備的高效率運行。例如當前我國自主研發(fā)的韶山系列電力機車等，就是在牽引動力方面引入了電力電子技術。此外，我國還自主開發(fā)了斬薄調壓技術，實現了不使用開關的情況下，通過脈沖技術的應用，將觸網電壓直接牽引到發(fā)動機上，為鐵路機車的電動機，在一定范圍內提供了持續(xù)不斷的穩(wěn)定電壓。

3電力電子技術概述

3．1電力電子技術

相比較傳統(tǒng)的電子技術，電力電子技術利用了如GTO、晶閘管等電力電子元器件，對電能實現了優(yōu)化控制。該項技術既可以將電力的功率調高到兆瓦的水平，也可以將其調低到1瓦以下。在鐵路機車設備中引入該項技術，實現了機車電能的精準控制，使得機車可以按照人們的設計要求進行運行，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車的運行效率。

3．2電力電子技術的應用優(yōu)勢

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

4電力電子技術在鐵路機車牽引動力方面的應用

近年來，傳統(tǒng)的交流電控制牽引力模式，已經難以滿足鐵路機車設備實際運行的要求，很多地區(qū)都積極引入了新技術和新材料，以期滿足當前社會發(fā)展的需要，實現鐵路系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。尤其是多頻率的交流電牽引驅動的應用，正式標志著電力電子技術實現了鐵路機車牽引動力的優(yōu)化升級，其具體表現在以下幾個方面:(1)通過四象限變流器的有效利用，降低了鐵路機車運行過程中，電網中存在的電流諧波分類，提高了電力供應的質量，確保了鐵路機車運行過程中不會受到交流電動力產生的信號干擾，進一步提高了鐵路系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。(2)利用交流傳動電力電子技術，改善了供電電網的電工功率，使其接近于1功率，有效的降低了電網當中的電能損耗。此外，它還可以通過再生制動的方式，對電網實時反饋電能的相關信息，提高了電能質量的同時，也達到了節(jié)能減排的目的。(3)利用電力電子技術，可以優(yōu)化鐵路機車牽引與制動之間的關系，例如，利用設置在鐵路機車上的位置轉換開關，可以實現了在主電路上對牽引、制動的自動轉換，有效的避免了人工操作所可能存在的錯誤，提高了轉換的效率，使得整個操作過程更加的簡便和可靠。

5結語

綜上所述，隨著科學技術的發(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的應用，給鐵路機車牽引動力的發(fā)展指明了全新的發(fā)展方向，進一步提高了鐵路機車的運行效率。因此，相關工作者必須重視電力電子技術的研究，不斷創(chuàng)新，研制出更多的設備應用到鐵路系統(tǒng)當中，推動鐵路系統(tǒng)的智能化、自動化發(fā)展。

參考文獻:

［1］董小平，王長鵬．探究電力電子技術與鐵路機車牽引動力的發(fā)展［J］．職業(yè)技術，2017，16(10):121-122．

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

作者：陳娜 單位：河北軌道運輸職業(yè)技術學院