电力传动技术范文

导语：如何才能写好一篇电力传动技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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电力电子与电力传动技术在发展过程中伴随着传输功率的交流传动，本文回顾了电力牵引传动控制技术历史并揭示了这些技术的密切关系，重点在于研究我国目前的电力牵引发展情况和前景，旨在于让同行们加强交流，让电力牵引传动技术更好的服务于车辆装备和铁路机车制造业。

【关键词】电力牵引 交流传动 控制 电力 电子器件

在很早的时候，电气传动技术系统刚刚引入牵引机车的技术领域，第一台电力驱动的机车于1879年问世，两年后也就是1881年成功实现了城市电动机车的大规模铺开，西门子公司于1891发明了三相交流电源直接测试的电动机车，该机车使用的是线式转子异步牵引电动机，直到今天，单相交流供电的电力牵引与控制技术仍然在飞速的发展中，测试车辆的规模也日益变大。交流变换技术系统规模过于庞大，能量转换效率低，电能转换机械能过程中的影响因素非常多，这样的电力牵引力不适用我国现有的铁路运输系统。

1955年，整流器的发明标志是机车电力牵引传动技术开始进入实践动态。1957年可控硅整流器（即普通晶闸管）的发明，标志着电力牵引时代的出现，大功率电子硅整流技术广泛应用于机械传动系统，这个技术使机车传动和电力传动系统从内燃机-直流或直流电动机向交流电动机转变。1965年，晶闸管的机车牵引动力系统出现了，各国的铁路运输系统广泛采用晶闸管电力传动系统。大功率可关断晶闸管（GTO）的出现和发展推动了微机控制技术，在20世纪70年代，交流-直流-交流的传动系统取代了交流-直流的传输模式，至今仍在不断的进行迭代更新。

1 科学技术的发展，交流电动机作为牵引电机具有独特的优势

（1）交流电机体积小，重量轻，功率大，小体积解决了安装时占用空间过大的问题，电动机的重量轻，减少地面设备的体积，有利于提高机车轮轨力，以满足大功率、高转速的高速动态要求。

（2）交流电机的速度和保持恒功率范围比较大，有利于实现通用式的机车以满足运输乘客和货物的需求。

（3）交流电动机没有换向器、电刷磨损和清除器等易损设备，提高了整个电力牵引传动系统的可靠性，降低制造成本和维护成本。

（4）交流感应电动机具有牵引性能优良的自然特征，有助于提高在复杂地形的利用率，更好地发挥电力牵引力的控制作用。

虽然交流电动机，特别是异步电动机具有特殊的优点，但在上世纪70年代之前，通过简单的控制的直流电机得到了广泛的使用，电力电子开关与晶闸管整流装置工艺的改进致使直流传动系统更加普及。随着快速晶闸管基础的牵引电机出现，以快速晶闸管变流器为单元的内燃机滑动车组DE-2500内燃机车问世了，交流传动控制技术领域开启机车车辆设备的新纪元。

2 交流传输线控制优势

1983年，5台大功率BR120交流传输线控制的电力机车诞生于德国联邦铁路，BR120机车的总体布置、系统设计和参数选择更加优化，电路结构和材料的主要成分都有所更新，如卧式水平主变压器、牵引变流器、牵引电机空心轴和万向节等，在外观设计和辅助变流器上都成功地进行了尝试，建立了机车电力牵引设计和运行的基本模式，交流传动不仅优于直流电机，采用新技术后带来了更多的优势：

（1）机车广泛使用四象限脉冲变流器，大大降低电流谐波分量的电源网络，提高供电质量，提升通信信号的抗干扰能力。

（2）交流传动可以实现电网功率的高效能量转换，降低电网能量损耗，多方向的反馈结果是网络质量好，节能效果也很优异。

（3）前后机车牵引制动操作无需转换，开关位置的变化可以通过主电路控制，整个系统简单可靠。

发达国家已经进入大规模的轨道交通系统，交流传动的研究和开发，以及评估技术更新都完成的比较彻底，交流传动车辆取代了直流驱动产业，形成了自己的新干线，已经成为铁路运输的现代化符号，铁路管理实现高速发展。在发展的过程中，发展电力电子器件的基本技术就是交流传动技术。第一代机车采用快速晶闸管变流器单元结构复杂，效率较低，可靠性和可维护性都不突出。GTO在80年代问世，之后大功率交流传动系统迅速应用于机车组，并且伴随着性能的改进。在上世纪90年代，IGBT高压装置提高了电源转换器和更新的效果。同时，控制发展进步的基础还是对交流传动的控制技术，目前有可控硅移相开关控制，脉冲PWM控制和四象限整流控制，还有磁场定向控制和直接转矩控制等。

微电子技术、信息技术和通信传输技术的进步也使控制装置从模拟数字电路转向复杂控制，并逐步使其操作简单化，现代网络控制的模块也在单片机和微处理器质量提升的推动下不断提高，发展为8位，32位和64位的浮点运算程序，每一点科技的进步都会大大提高电力牵引传动控制技术的处理能力。这个庞大系统得益于电力电子技术的发展水平，牵引力的交流传动系统依赖于技术的革新。

3 我国机车电力牵引系统的发展与现状

1958年年底，我国生产的电力机车主表，即机车电力机车是前苏联的直流型电力机车为模型，根据中国铁路的规范研制而成，当时大功率电子器件还不成熟，整流器件是电力机车运行试验后通过环形铁路客车车辆。1962年，前后共5个单元投入到宝凤线试运行，由于主要设备（调压开关、牵引电机等）技术和质量问题仍然存在，特别是引燃管整流难以达到实际使用的要求，因此电力机车不能大规模生产。随后中国的发展工业、电力电子整流二极管的高功率开始进入实用阶段，机车电力牵引技术在该技术的基础上形成了新型电力机车，交流-直流电力机车大规模使用，从1969年开始直到1988年停产，共计826台，我国机车交流-直流电传技术在这个周期内广泛应用。

可控硅式装置使机车电力牵引传动技术上了一个新台阶，通过二极管整流级压力控制形成了最新型的电力牵引传动技术，在SS3型电力电路中使用调压变压器，在低压侧之间的牵引开关和相控晶闸管调压相结合的平滑调速技术，使机车获得更好的调速性能。无级调压和交流-直流传动轴重载货运电力机车构成一个相控晶闸管的一系列产品，该型机车由2部分相同的4轴电力机车重新连接每个部分，使机车的性能和质量大大提高，成为我们的主要干线运输机车。

我国机车电传动技术已走过50余年的发展里程，取得了巨大进步，铁路运输从速度和功率已被用到技术极限的交-直传动迈入速度更快、功率更高的交流传动的阶段，但这项技术的创新和开拓是永无止境的，它必将随着相关技术的发展而不断提高到更新的水平上，为我国的社会主义现代化建设做出贡献，进而走向世界，在高速、重载铁路牵引设备领域与世界先进企业同台竞争。

参考文献

[1]Ruge W.从GTO变流器到IGBT变流器看传动技术的发展（二）[J].流技术与电力牵引，2016（01）.

[2]张波，杨万坤，李杰波.世界铁路牵引发展50年. 铁道机车车辆，2015（12）.

[3]张大勇.我国机车电传动技术的发展[J].机车电传动，2011（05）.

[4]张莹，杨利军.交流传动电力机车发展的重要因素――新型电力电子器件[J].电气开关，2015（04）.

作者简介

王森（1983-），男。现为哈尔滨铁路局供电处工程师。主要研究方向为牵引供电。

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【关键词】ASON 电力通信系统 光传输网

1 引言

近年来，随着国内电网的发展，异地数据容灾备份、高清视频会议，线路实时监控等应用不断被电网采用，使得各类电网用户对电力光通信网络的带宽需求越来越大，导致电力光通信网络中以IP为主的数据业务成倍地增长，使电力系统传统的光通信网络面临着巨大的挑战，需要一种能够支持多种类型业务、具有动态连接、并可以根据实际的需求对带宽进行实时分配的新型的光通信网络来适应电力通信的发展趋势。

ASON就是在这样的环境下应运而生的新一代光传输技术。ASON能够提供自动发现和动态建立功能的分布式控制平面，在OTN或SDH网络之上，实现动态的、基于信令和策略驱动控制的一种网络，它能智能化地自动完成光网络管理、交换、控制、保护、恢复等功能，是光网络发展的重要方向。

2 ASON的关键技术

2.1 ASON技术原理

ITU-T最先提出了自动交换传送网络（ASTN），自动交换传送网络（ASTN）是一种通用意义上的网络概念，它与具体的技术无关，并且能提供一系列支持在传送网络上自动建立和释放连接的控制功能。ASON实际上是ASTN技术在光网络中的一种应用实例，它是通过能提供自动发现和动态连接功能的分布式（或部分分布式）控制平面，在OTN或SDH网络之上，可实现动态的、基于信令和策略驱动控制的一种网络。对比传统的光传输网络，ASON增加了智能化的控制平面，使光网络能够在信令的控制下完成网络连接和自动建立、资源的自动发现等过程。其体系结构主要体现在ASON的3个平面、3个接口以及所支持的3种连接类型上。

ASON的网络体系结构参见图1。

2.2 ASON的分布式呼叫和连接管理信令（DCM）技术

任何实体通过网络的控制平面进行通信都必须要有信令。信令技术是ASON的核心技术之一。ITU-T在构建ASON体系时提出了分布式呼叫和连接管理（DCM）。分布式是指网络中不存在一个主导的网元，各控制网元在地位上是平等的，每个网元都了解整个网络的拓扑和状态等信息，可以自主地发出控制信息。

在传统的传输网络中，连接的管理是由集中式的网络管理系统来实现的，网管系统中存储了该区域内的拓扑和链路资源信息。ASON的连接控制方式摆脱了上述的集中式控制机制，转而采用分布式控制机制，ASON的每个网元中都有一个包括拓扑和链路资源信息的数据库，通过各网元的协同计算，实现连接的管理。

2.3 AOSN的路由技术

路由技术是ASON中控制平面的一项重要的单元技术，它在实现连接的动态选路方面发挥了重要的作用。针对多域网络环境中动态光通道的建立，ASON智能光网络提出了3种路由模式：层次路由（Hierarchical Routing）、源路由（Source Routing）和逐跳路由（Step-by-step Routing）。

目前，ASON中采用最多的路由选择技术是基于GMPLS的路由。在ASON中应用的域内协议主要包括OSPT-TE和IS-IS-TE，域间协议主要包括在同一运营商管理域内不同控制域间使用的DDRP和在不同运营商管理域或控制域之间采用的BGP。

2.4 ASON的自动发现技术

自动发现是指网络能够通过信令协议实现网络资源（包括拓扑资源和业务资源）的自动识别。自动发现是ASON的主要特征之一，对于网络来说是一个十分关键的过程。自动发现主要完成物理端口映射、逻辑邻接关系绑定、检测错连线路以及业务能力通告等功能。ASON的自动发现可分为两个基本的过程：传送平面的发现和控制平面的发现。两种发现在时间上相互独立，在命名空间上也完全分开。

3 引入ASON技术的原因

华东电力光传输网覆盖了江苏、浙江、安徽、福建和上海四省一市的省级调度中心、备调中心和大多数500kV变电站。其中，上海地区的核心网络资源比较紧张，除了承载华东网调至上海市调、上海备调和上海区域内各500kV变电站的业务外，华东网调至江苏、浙江、安徽和福建四省省调、备调和其所属区域内500kV变电站的业务也需通过上海地区的核心网进行转接。同时，由于核心网上承载的业务十分重要，网络的保护问题的重要性更加突出，因此决定率先将上海地区的核心网改造为ASON网络。

4 ASON技术在华东电力光传输网中的应用

4.1 华东电力通信系统

ASON核心网规划

根据华东电网电力生产业务传输的实际需求，华东电力通信系统ASON核心网选取了10个站点作为ASON节点，包括华东网调、上海市调和上海地区重要的500kV变电站。在设备配置方面，华东网调作为ASON核心网中最重要的节点，配置了3套ASON设备，其余9个节点：上海市调、变电站A、变电站B、……变电站H，分别配置1套ASON设备，设备型号均采用爱立信OMS32xx系列，设备之间链路的传输速率主要为10G（STM-64），并辅以若干2.5G（STM-16）链路，提供了更多的带宽资源。

根据ASON网络系统的特点，结合华东电网光缆资源的实际情况，华东电力通信系统ASON核心网采用网状网结构，以充分体现ASON网络系统的优势。网络中，设置了2个关口站点，用来连接其他非ASON站点并进行通信、数据传输。其中，变电站H作为该ASON核心网与华东电网江苏光通信网连接的关口站；变电站A作为该ASON核心网与华东电网浙江光通信网连接的关口站。

ASON网络与传统的光通信网络比较，增加了控制平面（CP），因此在ASON网络规划中需要给每个ASON网元以及每一个带有ASON功能的端口规划都配置一个网络地址，这个网络地址在网络控制平面内是唯一的，ASON的控制平面通过这个地址对链路进行控制。华东电力通信系统ASON核心网络拓扑参见图2。

4.2 ASON核心网设备的光接口设计

光接口设计和选取过程中，所涉及的衰减受限传输距离和色散受限传输距离的计算采用符合ITU-T G.957 建议的方法。

4.2.1 衰减受限传输距离计算――最坏值法

L=（PsCPrCPpCAcCMc）/（Af+As） （1）

L=（PsCPrCPpCAc）/（Af+As+ΔMc） （2）

本项目采用的是公式（1）。

式中：

（1） L：再生段最大距离（km）；

（2）Ps：S点寿命终了（EOL）最小平均发送功率（dBm），已扣除设备连接器的衰减和耦合反射噪声代价；

（3）Pr：R点寿命终了（EOL）最差灵敏度（dBm）（BER≤10-12 ），已扣除设备连接器Ac的衰减；

（4）Pp：光通道代价，它包括反射、码间干扰、模分配噪声和激光器啁啾而产生的总色散功率代价。一般在1310nm波长时取1dB，在1550nm波长时根据传输距离的长短分别取1dB或2dB；

（5）MC：光缆线路光功率余量（光缆富裕度），光纤长短不同取值不同，最大取值为3dB。公式（1）中取3dB；公式（2）中ΔMc单位为dB/km，一般为0.02～0.03 dB/km。

（6）Ac：S和R点间所有活动连接器衰减之和（dB） ，每个活动连接器衰减取0.5dB；

（7）Af：光纤衰减系数（dB/km），取0.26 dB/km～0.37 dB/km（1310nm）或0.18 dB/km～0.22 dB/km（1550nm）；

（8）As：光纤熔接接头每公里衰减系数（dB/km），与光缆质量、熔接机性能、操作水平有关。工程中一般取0.01～0.02dB/km。

4.2.2 色散受限传输距离计算

Ld=ε/ Dm

式中： Ld：色散受限传输距离（km）；

（1）ε：光源的色散容限值（ps/nm），由光源的性能决定；

（2）Dm：光纤色散系数ps/（nm・km）。 G.652光纤的色散系数一般取18ps/（nm・km）。

根据上述计算方法，结合爱立信OMS32xx系列设备10G光接口和2.5G光接口参数，可以确定所有设备的光接口类型。

4.3 ASON核心网的作用

通过引入ASON技术，使华东电力光传输网络结构更加趋于完善，ASON核心网内的光传输设备由单一功能的SDH设备升级为支持业务自动发现路由的智能光网络设备，进一步提高主干网对抗光缆故障的能力，同时网络的业务自动迂回功能也将运行人员从繁重的业务调配中解放出来，在提高了网络安全性的同时提高了工作效率。而在环形网结构的基础上向网状网结构发展也是下一步华东电网光通信网络规划和建设的主要目标之一，同时也为最终将整个华东电力光传输网由功能单一的传统SDH平台向智能光网络平台推进奠定基础，积累了经验。

5 结束语

ASON技术是构建下一代光网络的核心技术之一，其在广泛吸收其他技术优点的同时，借助路由选择协议和信令机制，使得传统的光网络变得智能起来，进一步增强了网络中承载大颗粒业务的能力，改善了网络拓扑结构，提升了带宽容量利用率、可靠性和安全性，使电力通信网向大容量、智能化方面又迈出了重要的一步。

参考文献

[1]李疆生，张强强，徐彬.ASON技术在SDH网络中的引入[J].电力系统通信，2010，214（31）.

[2]张杰，徐云斌，宋鸿升，顾豌仪.自动交换光网络ASON[M].北京：人民邮电出版社，2004.

[3]张继军.基于SDH的自动交换光网络（ASON）关键技术研究[D].华中科技大学，2006.

[4]张亮.ASON技术在电力通信网中的应用[J].中国新通信，2013（21）.

作者单位

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关键词：电力电子技术；发现现状；电力传动技术

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.24.162

0 引言

依据我国中长期科学和技术发展规划纲要，电力电力技术的应用范围越来越广，对其的研究越来越收到重视，但目前与国际水平相比较，还有很大的进步空间[1]。如今我国电力电子技术和电力电子装置在多个重点行业和领域得到重视，但为了能够拉近我国电力电子技术与国际水平的差距，我国加强对电力电子技术的研究，为实现自主创新出台了各项政策，为我国电力电子与电力传动技术的发展提供了良好的机遇。

1 电力电子的含义及应用的重要性

随着我国整体实力的快速增长，多个行业对电力的需求和要求越来越高，如机械行业、交通行业、石油化工行业、环保行业、国防及航天等，因此加强对电力电子的研究，提高电力电子水平具有比较[2]。对电力电子的研究，主要是针对电力电子器件、变流器拓扑及控制等，确保电能量、磁能量的控制、传输等，实现对电能高效率的使用，提供高质量电能。在对电力电子进行研究时，主要需要对电力电子元器件、功率集成电路、电力电子变流技术、电力电子应用技术、电力电子系统集成等方面进行研究，以保证电力电子系统向智能化方向发展，且具有较高的稳定性和可靠性。

电力电子将各种能源转换成电能的方式，不仅方便人们的生活，还具有节能环保的特征，有效推动电力系统逐渐实现自动化、智能化和节能化。根据对我国电力电子的发展分析，可以从以下方面针对电力电子的应用优势进行分析：①分布式发电和可再生能源发电，分布式发电技术在国外颇受重视，其可以让发电设备拉近与用户的距离，实现近距离输电，且还可以实现用户用电的独立性，在应对自然灾害时，有效提高安全和应变能力。此外风力发电、太阳能发电等均采用分布式发电系统，对电力电子技术的依赖性较强。根据相关研究调查可知，全球对电力电子产品应用在分布式和混合式发电设备的发展势头越来越猛，尤其是逆变器、频率变流器、静态传输开关等，但由于很多可再生能源和分布式发电系统所产生的电能存在不稳定的状态，此时需要加强电能储存技术的应用，即利用电力电子技术对不稳定状态进行控制。②电能质量控制，电力电力技术在电力系统改造方面具有重要的作用，能够有效实现节省电能，提高用电效率，而且随着高压大功率电力电力装置的应用，对电力系统产生、输送和分配等应用价值越来越高[3]。

2 当前我国电力电子发展现状和存在的问题

虽然我国自改革开放以来非常重视电力电子技术的开发和研究，但由于受到财力支持和科技发展基础等因素的影响，我国电力电子技术的发展仍然明显落后于国际水平。如目前我国电力电子产品和装置，主要还是基于晶闸管，而其他高技术电力电子产品和装置，是借助国外生产的先进器件组合而成，因此我国自主创新和研发的电力电子产品和装置与国际先进水平差距还就有较大的距离。而且我国虽然加大了国外先进技术的引进力度，但对于一些核心技术和重要部件，大部分国外公司仍然拒绝转让，如全控电力电子器件、大功率变流器、电力电子全数字控制水平、重大工程经验等均处于较低水平[4]。因此我国当前处于大力发展国内电力电子技术的紧急时期。

3 我国电力电子与电力传动技术发展的机遇

要想推动我国向资源节约和环境友好等方向进一步发展，发展强大的、世界先进水平的电力电子技术和产业具有重要的价值。如今我国专门针对电力电子器件及电力电子装置等项目明确了支撑指南，主要包括新型电力电子器件及电力电子集成技术、电能质量负荷控制技术及装置、电气化铁路同向供电装置等。促进我国在完善电力电子产业链和创新自主知识产权芯片、技术等方面加大了推广力度，其中芯片产业化主要包含绝缘栅双极晶体管、金属氧化物半导体场效应管、门极换流晶闸管等产品芯片的制造、组装[5]。此外电力电子产业链还包含模块产业化、应用装置产业化、专业工艺设备和测试仪器产业化等，重点内容包含电力电子器件系统集成模块、电机节能、自主知识产权芯片电力电子装置、电力电子器件生产专用工艺设备等。

如今对高性能交流驱动系统电压型PWM逆变器的频繁使用，推动了PWM技术的进步，其主要可以实现变频变压反抑制谐波的特点，改变逆变电路输出电压的大小。PWM技术主要包含三种类型，分别为优化PWM、正弦PWM、随机PWM，其中以正弦PWM应用作为广泛。随着微电子技术的发展，将其应用在芯片中，可以有效提高芯片的运算能力和可靠性。如利用电力电子技术制造的有源滤波器，在治理电网谐波、改善电网功率因数等方面有重要的作用，且随着全球不可再生能源的深入挖掘，风力、太阳能、潮汐、地热等可再生能源越来越来越收到重视，而要将这些能源转换为可以使用的电能，则必须采用逆变器、充电器、稳压器等进行电能质量的控制。

4 结束语

综上所述，随着科技的进步，人们生产生活中的科技产品和技术对电力电子技术和电力传动技术的需求越来越多，具有良好的发展空间和前景。通过加大对电力电子技术和电力传动技术的研究，将电力电子技术作为核心技术给予大力支持，是促进我国电力电子与电力传动技术拉近与国际水平距离的重要措施。

参考文献：

[1]卢子广，胡立坤，卢泉等.电力电子与电力传动创新型实践教学改革与实施[J].实验室研究与探索，2013（11）：148-152.

[2]陆宇.我国电力电子与电力传动系统的发展状况[J].科技创新与应用，2015（22）：185.

[3]唐媛芬，李宏，杨宏亮.电力电子技术的发展给感应加热电源带来的机遇和挑战[J].工业加热，2010（06）：6-9.

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关键词：电力传动系统 智能控制 应用措施 应用意义

中图分类号：TM921 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）09-0013-01

随着控制手段的日益更新和控制技术的不断发展，智能控制技术已经逐渐在控制行业中占据主导地位，相应的大量的智能控制软件也逐渐取代了常规的控制软件，像在生活中经常提到的神经网络，模糊控制等都属于智能控制的范畴。由于智能控制的控制效果很好，很适合应用在电力传动系统中，因此有必要研究适合电力系统的更简便，性能更优异的智能控制系统。同时，要想将智能控制这一理念成功的应用在电力传动系统中就必须充分了解智能控制的原理和应用特点，虽然现在已经有了一些应用实例，但是这并不普及，还有许多缺陷，因此，在电力系统中应用智能控制系统仍然是一个很大的挑战。

1、智能控制简介

智能控制是现代自动控制领域内一个全新的词汇，但是其凭借着自己独特的控制优势已经迅速的发展起来，如今已经广泛的应用到了各个领域中。相信在不久的将来，智能控制系统也能为电力行业带来崭新的面貌。与大多数理论产生的背景一样，智能控制也是为了解决工程技术问题而在实践中产生并发展起来的一个理论。随着“自动化”理念的逐渐深入以及社会对控制要求的不断提高，以前的控制理念早已不能跟上社会发展的脚步，随之，智能控制理念就逐渐出现了。按以往的经验来看，在电力等行业中，手动控制虽然控制效率差但其效果很好，只要技术熟练，工作人员就能操作自如，因此人们就想到了用计算机模拟人的操作来进行控制的方法，这就是我们所说的智能控制。计算机技术可以在判断，推理，计算，数据处理，信息收集等诸多方面模仿人的思维模式，这也是智能控制实现的基础。

与普通的自动化控制相比，智能控制系统具有如下几个特点：（1）智能控制系统成功的完成了脱离传统模式中依靠的数学模型进行工作的模式，它以实际效果作为控制对象，在控制的实施中不依赖任何数据模型。（2）智能控制系统很好的模拟的人脑的思维模式，并采用非线性控制系统的工作模式。（3）智能控制系统可以根据当前系统的工作状态来调整自己的控制模式进而提高系统的工作性能。（4）许多智能控制系统还具有在线识别，在线决策以及自我评估的能力，这有效的提高了整个系统的控制效率和工作效率。（5）智能控制系统采用分层信息处理法工作，反应速度较快。

2、几种常见的智能控制系统

2.1 模糊控制

模糊控制就是用模糊集合来刻画人们日常所使用的概念中的模糊性，从而使控制器能够模仿人的控制思维的一种控制方式，尽管模糊控制器的结构比较复杂，但是其输入输出特性都是比较简单的形式，在实际应用中，如果在模糊控制器上增加积分效应那么它就相当于一个PID控制器。

2.2 单神经元控制

众所周知，神经网络具有很强的信息处理能力，可以高速的解决许多复杂问题，但是不可否认，神经网络缺乏计算机硬件的支持。可是从控制电气传动系统这一角度出发，单神经元控制器构成的电气传动控制系统可以很好的完成控制系统工作的任务，并可以提高系统的鲁棒性。

3、电力系统中的智能控制

在电力传动系统中应用智能控制理论已经引起了许多学者的研究兴趣，专家表示通过智能系统的合理应用很可能将电力系统的控制水平提升一个台阶。目前所使用的交直流传动系统的控制手段比较成熟，如矢量控制，闭环控制等都有很好的效果。虽然利用PID控制法可以很容易的完成数学建模进行传统的控制，但是可以发现实际的电力传动系统并不是稳定不变的，电机本身的一些参数要随着其工作状态的改变而不断变化，这就为传统的建模控制带来了很大的困难。智能控制便可以很好的解决这一问题，首先智能控制是采取非线性，变结构的模式来进行工作的，它可以很好的克服电力传动系统的变参数问题，从而在很大程度上提高电力传动系统的鲁棒性。另外值得注意的是将智能控制应用到电力传动系统中时要结合传统的控制理念共同作用，如果完全排斥传统控制方法，生搬硬套的直接应用智能控制不但不能发挥其优势反而会引发一系列问题，因此在引入这一控制手段时要注意继承一些传统的控制理念，做到扬长避短。就拿交流电机为例来说，前面已经说到交流电机以往采取矢量控制和闭环控制，因此在将智能控制引入之一系统中时，应该保留一些矢量控制法和PID控制法，可以将智能能控制作为外环控制，将一些传统的控制手段用做内环做辅助控制，这样新旧相结合的方法可以将智能控制的优势充分的发挥出来，提高系统的工作效率。这主要是因为内环的控制可以帮助外环完成采样工作，提高外环采样频率同时通过内环的控制可以减少外环的控制误差。

参考文献

[1]戴汝为，杨一平.一类智能控制和决策支持系统的体系结构[A].1995年中国智能自动化学术会议暨智能自动化专业委员会成立大会论文集（上册）[C]，1995年.

[2]费敏锐，陈伯时，郎文鹏.综合智能控制方法概述[A].1995年中国智能自动化学术会议暨智能自动化专业委员会成立大会论文集（上册）[C]，1995年.

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引言

传统的电力机车指代牵引电动机进行驱动车轮的机车。电力机车由于所需要的电能是由电气化铁路的供电系统中的接触网或着第三轨供正在行驶中的电力机车进行供电，因此是一种不是自带能源的机车。其电力机车有着过载能力较强、速度非常之快、维护过程小、方便满足多机牵引、有效节约能源和可以使用再生制动、运营经费不高、整备作业时间不长、牵引较大、功率非常大等一些列优点。采取电力机车带动车列，能够有效提升列车的运行速度以及承载重量，最终大幅度的提升铁路总体的运输能力与通过能力。

1 我国传统电力机车的现状

其机车主要是由下面多个子系统组合而成：即受电弓、避雷器、高压电压互感器、交流异步电机以及真空主断路器、高压电流互感器等组合而成的主电路系统；它是由辅助变流设备、充电机、协电机等组成的辅电路仪器；基于现阶段所出现的世界factory instrumet protocol网络通信技术中的微机型网络控制系统；贯穿在所有子系统中的单独式通风冷却系统；由机车工作监视控制设备、信号装置、远程重联监视控制设备与能够控制的列尾设备、无线电台等组合而成的列车安全行驶控制以及监测仪器；低动力效果转本文由收集整理向架；以及机车单独的生活间、压车铁以及工具柜等附属设备。在机车的合理的设备中，机车整体重量大概在185吨上下，对应轴的质量在24吨上下；再附上压车铁轴的质量大概是25吨，那么机车的整个重量就在230吨上下，在此种情况下，能够有效的发挥出最大的黏着牵引力[1]。

电力机车一般使用交流电到直流电再到交流电的传动系统、25千伏/50赫兹的电压制式，和不但有着交流电同时也有着直流电传动机车比较，有着恒功范围较广宽、轴功率较大、黏着性能较高、功率系数高、谐波干扰不大、维护率以及全寿命的运营成本极低、运营可靠以及适用范围宽广等优点。其机车能够达到单机牵引一万吨重载列车，借助远程重联能够有效的满足双机牵引达到两万吨重载组合列车作用下的运行模式[2]。

从本世纪初期开始，我国北车集团山西大同电力机车和阿尔斯通公司联合实施和谐d2b型机车问题的磋商。铁道部在我国举办奥运会的前一年和大同电力机车以及阿尔斯通公司签下采购合同，总共制定购买了五百辆电力机车，其合同的总价值高达114亿元人民币（大概为11亿欧元），这其中涵盖了机车采购合同、进口零部件采购合同以及技术服务合同、技术转让合同等几个相互联系的合同，这其中阿尔斯通公司于该协议中所占的份额达到了将近30亿人民币。为山西大同电力机车在2005年和阿尔斯通公司联手设计、引进先进技术以及制造180台功率极大交流电传动8轴和谐d2型号的电力机车之后的又一次合作。

2 hxd2b型电力机车的主要特点

2.1 设计理念

该电力机车为我国某公司自主研发的首代交流传动类货运电力机车，它所遵循的一般准则是：

0 坚持设计起点必须较高、技术要求领先的原则。依照大功率货运的电力机车现实需要，应该尽最大可能使用安全、成熟的先进技术。

1 坚持使用世界上较为先进的技术或者可靠的技术与我国成熟的技术结合起来的原则，以此获取最高的性价比。

2 为了能够整体性的实现新时期铁路设备的标准，要坚持达到操纵简便、工作安全以及检修方便的原则[3]。

2.2 关于电气系统的组成

电力机车电气系统其组成部分广义的说有很多，但是主要是以主传动和它的控制系统、机车控制和监视系统以及辅助传动和它的控制系统。

机车主传动和它的控制系统的作用主要是借助对机车的牵引流器的控制，来达到对牵引电动机的实际控制，以此满足机车牵引与动力制度的特征控制。它的设计方法关键是依照国外传动机车的变流技术来进行设计的，其牵引变流器使用用水冷igbt作为主要核心的极大功率变流器。

而机车辅助传动和它的控制系统的主要作用是满足对机车协助电动机进行控制，协助电动机依据它的工作特性，能够把它分成以下两种：一种为对牵引电动机与冷却塔的冷却使用通风机中电动机的控制，此类控制能够依据变频变压方式进行工作；第二种为取得压缩机等相关负载的电动机，此类电动机只是在定额定压的方式下进行工作。所以分别使用两套辅变流器进行供电[4]。

实际上，机车微机控制与监视控制系统为机车控制最为重要的部分，它是驾驶员的所有命令与关键性控制电器中的控制信号，比如：辅电动机自动开关等，都借助机车微机控制和监视控制系统实施输入，利用机车微机控制与监视控制系统和机车牵引变流器的控制电源、atp控制单元以及电空制动单元、辅变流器控制单元等实施数据的交换与通信[5]。

2.3 牵引逆变器

所谓的牵引逆变器就是电机侧变流器，就站在负载的角度来说，它能够分成电压型与电流型两类。其电压型变流器是以直流电压内电路供给中一个稳定的直流电压，它的元件过电压额可能性非常小，不过因为中电路的内阻也不大，负载出现问题与换流等出现问题，都会引发过电流现象。

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【关键词】电力机车；主电气电路；辅助电气电路；控制系统

1 引言

和谐系列电力机车是南车集团和北车集团与国外企业合作，引进消化技术，并国产化的新一代交流货运机车，型号有HXD1、HXD1B、HXD1C，HXD2、HXD2B、HXD2C和HXD3、HXD3B、HXD3C。和谐型系列机车电气系统的主、辅回路均采用了交流控制技术，系统的设计坚持起点高、技术领先的原则，采用先进、成熟、可靠的技术，按照标准化、系列化、模块化、信息化的总体要求进行全方位设计的。

2 主电气系统

机车主电气电路主要由网侧电路、主变压器、牵引变流器及牵引电机构成，如图1所示。其中和谐型系列电力机车网侧电路主要由受电弓、主断路器、台避雷器、高压电压传感器、高压电流传感器、高压隔离开关、主变压器原边、回流侧互感器和接地碳刷等组成。下面主要从主变压器、变流器和牵引电机三个方面进行比较。

图1 简化主电气电路

2.1 HXD1型电力机车主电路特点

（1）主变压器

采用EFAT6744型电力机车牵引变压器。其内除主变压器外，还装有两台100HZ滤波电抗器。它们装在一个邮箱内，共用一个冷却系统。主变压器是单相变压器，卧式结构，采取车体下悬安装方式。

（2）牵引变流器

每台机车由2节车组成，每节车设有1个牵引变流柜，每个牵引变流柜由2套相互独立的变流器组成。一个变流器包含2个并联的四象限整流器、1个牵引逆变器和1个辅助逆变器等。

（3）牵引电机

采用西门子公司的1TB2624-0TD02型或国产化的JD160型鼠笼式三相异步牵引电动机，额定功率为1224千瓦，冷却方式为强迫通风，采用直接转矩控制（DTC）。

2.2 HXD2型电力机车主电路特点

（1）主变压器

主变压器为模块化的卧式结构，包括1个原边绕组，4个牵引绕组，4个二次滤波电抗器，2个辅助滤波电抗器，强迫油循环风冷却系统以及内置的多种保护电器。

（2）牵引变流器

采用ONIX系统将IGBT技术应用于异步交流传动机车。牵引传动系统的每台牵引电机与1个牵引逆变器和1个四象限整流器相连，组成四个独立的驱动单元，这样每根车轴驱动可以单独切除，因此发生一个单独的故障后，1台机车上仍保持3/4牵引功率。

（3）牵引电机

牵引电动机采用由永济电机公司国产化的YJ90A型牵引电机（阿尔斯通公司原型号为6 FRA 4567 B型），该型电动机为六极三相鼠笼式异步牵引电动机，定子采用全叠片无机壳结构以减轻重量和改善散热，额定功率为1224千瓦，冷却方式为强迫通风，采用磁场定向直接转矩控制。

3 辅助电气系统

辅助电气系统是由三相输出辅助电源、充电机、辅助负载、低压电器和辅助控制单元等组成。

3.1 HXD1型电力机车辅助电气系统特点

HXD1型电力机车辅助电气系统由集成在牵引变流器内的辅助逆变器供电。两个辅助逆变器分别从牵引变流器的一路中间直流环节取电，通过滤波变压器和一组滤波电容器滤波后向两个三相支路供电。230V/60Hz单相交流支路由一个440V/230V变压器从三相恒频恒压支路取电。直流负载支路由蓄电池充电机供电。

3.2 HXD2型电力机车辅助电气系统特点

两个独立的辅助变流器均采用 IGBT技术。每个辅助变流器包括降压斩波器和逆变器，直接由主电路中间回路供电，变压器不用设辅助绕组。在正常模式下，一个辅助变流器为定频载荷供电，另一个为变频载荷供电。如果一个辅助变流器驱动失效，另一个将为蓄电池充电器和整个机车的辅助载荷供电。蓄电池充电器单节车采用冗余设计，每两节车也互为冗余，保证了110V电源的可靠性。

3.3 HXD3型电力机车辅助电气系统特点

在HXD3型机车中，其三相辅助电路采用了辅助变流器给机车的各类辅助电机供电，三相辅助变流系统是采用日本东芝公司现有成熟的辅助传动变流技术，由两组辅助变流器组成。每组辅助变流器的功率均为230kVA，它们分别是APU1和PU2。APUl和APU2分别同2套牵引变流器安装在一起，组成两组功率变流柜。其风冷部分共用一个通风机和通风道，简化了机车通风系统，减少了牵引变流器和辅助变流器之间的电气接口，有利于设备安装、检修和维护。

4 微机控制系统

机车控制监视系统，简称TCMS可以实现以下功能：根据司机指令完成对机车逻辑控制、主变流器及牵引电机控制、辅助变流器控制、牵引特性控制、制动特性控制、定速控制、半自动过分相控制，机车运行状态显示，具备故障保护、显示、记忆，并在一定程度上可以自动排除、切换故障。

4.1 HXD1型电力机车微机控制系统特点

HXD1型电力机车装载了西门子公司开发的“SIBAS32”32位微机控制系统和列车通信网络（TCN），并安装了“Locotrol”多机牵引无线同步控制系统和克诺尔公司的“CCB II”微机控制电空制动系统。“SIBAS 32”系统采用集散控制模式，由中央控制单元（CCU）、牵引控制单元（TCU）、辅助控制单元（ACU）、液晶显示屏（HMI）和外设智能接口（KLIP）构成，并采用网络控制系统进行数据通信，由绞线列车总线（WTB）和多功能车辆总线（MVB）两级网络构成，使机车控制系统具有控制、监测、传输、故障诊断、显示和存储功能。

4.2 HXD2型电力机车微机控制系统特点

HXD2型电力机车采用了阿尔斯通公司开发的“Agate”微机网络控制系统，该系统是基于WorldFIP网络通信总线，网络架构分为FIP车辆网络（FIPV）和FIP列车网络（FIPT）两级，其中FIPV负责每节机车内部各设备的信息交换，而FIPT用于两节机车之间或两组重联机车之间的通信；控制系统具有全面的机车控制、监测、传输、故障诊断、显示和存储功能。由基本硬件和软件模块组成：MPU（主处理）、CRT（牵引传动控制模块）、 CRA（辅助控制模块）、RIOMS（远程输入输出模块）、DDU（司机室显示器）等。

5 结论

通过对和谐型系列机车的电气系统的分析，掌握了各系列机车交流电气系统的特点，为机车的运营和管理提供可靠的技术支持。

参考文献：

[1]黄济荣.电力牵引交流传动与控制.北京：机械工业出版社，1999.

[2]王立民，郝凤荣.HXD3型交流传动电力机车电气系统.铁道机车车辆，2008.

[3]连级三.电传动机车概论.成都：西南交通大学，2001.

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【关键词】HXD3C电力机车；列车供电；应急处置

1、问题引出

旅客列车上除了照明，还有很多用电的设备。尤其是近几年研制的新型快速列车、准高速列车更是增加了空调装置、车门集中遥控、粪便集存密封处理、燃油及电热两用取暖装置等电气设备，最大用电量高达400kW。第一代列车供电装置。就是客车的底架或转向架上吊挂的发电机。发电机通过皮带与安装在车轴上的皮带轮连接，当列车运行时，车轮滚动，由皮带带动发电机转动而发电，供应车上各种电器具使用。这种靠车轮转动，通过皮带带动发电机发电的供电方式，称为车轴发电机式供电。中国铁路列车曾广泛采用这种供电方式。这种供电方式的发电装置，运用数量最多的是J型三相交流感应子发电机，其发电量只有5kW，显然不适于用电量大几百倍的新型空调客车。第二代列车供电装置。新型空调客车采取的供电方式是集中式供电，就是在列车中的某一节车厢内设置发电站，向整个列车供电。即发电车，发电车是再列车中安装柴油发电机组，构成列车发电站。列车发电站的工作由专门的配电盘控制，发电站发出的电，通过贯穿全列车的输电干线和专门的车端连结器，送到列车各节车厢。第三代列车供电装置。是在电气化铁道的列车牵引区段，由电力机车直接给列车供电，即电力机车将接触网供给的25kV，50Hz的单相交流电通过调压、整流变为列车可以直接使用的电源，这种供电系统，配线经济、发电量不受列车速度的影响、环保可靠，所以已经被广泛应用。

2、HXD3C型交流传动电力机车供电系统介绍

2.1总体情况。HXD3C 型机车是和谐型交流传动电力机车系列中首款适用于客货运两用车型，也是首种具备给列车供电能力的车型，HXD3C型机车牵引变压器内设置两组独立的AC860V供电绕组，DC600V供电装置将供电绕组输出的交流电压整流滤波成为直流600V向列车供电，每台机车设有两个独立的供电柜，每个供电柜的额定容量为 580kVA。主电路采用相控整流电路（半控桥），输出端经过LC滤波电路输出高精度、谐波含量小的直流600V。该产品技术性能和相关参数以及其它技术条件均满足TB/T3063 2002旅客列车DC600V供电系统技术条件中有关DC600V供电电源装置的相关要求，并且满足DC600V列车供电系统冗余改造和加装车载诊断及信息远程监测技术方案审查意见 运装技验[2004]355号通知的要求。

2.2列车供电系统结构。HXD3C型机车DC600V列车供电系统主要由主变压器供电绕组、列车供电柜、供电插座、集控插座等设备组成。通过列车供电柜内的变流装置将主变压器供电绕组提供的860V交流电压转变为稳定的直流600V电压向旅客列车供电。针对客运列车运用可靠性高的特点，HXD3C型机车在设计时对可能影响供电系统的列车供电柜、供电控制系统和电压传感器进行了冗余设计。每个列车供电柜的供电控制系统均设有两组微机控制单元和3个电压传感器，其中2个电压传感器分别是A/B组微机控制单元所使用的控制电压传感器，另外1个电压传感器是接地电压传感器 当A/B组控制电压传感器或微机控制单元故障时，司乘人员可通过设置在操纵台处的A/B组转换开关进行转换，大大提高了DC600V列车供电系统的可靠性

2.3技术特点。主要性能指标

2.4主要功能。HXD3C型机车DC600V列车供电系统具备以下功能：集中控制功能；控制系统冗余备份；故障显示及隔离功能；通信功能；故障自诊断及信息转储功能；电能计量功能；交直流过压保护；交直流过流保护；短路保护；主电路接地保护；电抗器过热保护；冷却风机过载保护。

3、HXD3C型机车DC600V列车供电系统应急处理

为保证列车供电系统正常运行，机车检查人员要加强对供电设备的定期检修、维护，在机车出库担当运输任务之前，机车乘务人员要对列车供电系统进行空载试验，确保设备正常后再出库担任牵引任务，途中发生故障后可以按照以下步骤进行处理：

3.1两路不能供电。a.机车与车辆联挂好后，车辆请求供电，给供电钥匙，微机显示屏两路供电无DC600V显示，则断供电钥匙及主断，通过电台与车辆乘检联系，对方确认已经给出请求供电指令，则打开Ⅰ、II端列供电柜上方合页门，将集控扳钮打到隔离位，重新合主断给供电钥匙供电。b.运行中两路不能供电故障比照上述方法处理。

3.2有一路不能供电：运行中有一路供电无输出。a.断供电匙及主断，将故障对应的列供电柜上方合页门打开，供电控制箱转换开关转换到另一组，再合主断重新给供电钥匙；b.将集控扳钮打到隔离位，重新合主断给供电钥匙供电；c.如不能消除故障则一路供电维持运行。

3.3供电接地故障。a.运行中出现一路供电接地故障，重新复位供电一次不能消除则断供电匙及主断，将故障对应的列供电柜上方合页门打开，供电控制箱转换开关转换到另一组，再合主断重新给供电钥匙，故障消除则可继续运行。b.如果不能消除，通知车辆将负载投入到未故障的另一路，另一路无接地现象，则为600V供电干线回路接地，一路供电维持运行；c.若另一路也出现接地，则为车辆负载接地，通知车辆查找接地点并隔离接地点。d.若车辆乘检确认车辆无接地时，机车乘务员必须与车辆乘检通过电系，车辆乘检确定车辆正常无接地后，断供电匙及主断，将对应列供电柜上方门打开，将列供柜内的供电控制箱接地扳钮开关由“投入位”转至“隔离位”，再合主断重新供电维持运行，并密切注意微机屏列供电电流、电压显示，有异常波动则立即停止供电。e.机车、车辆连挂后供电时出现供电接地，重新复位供电一次不能消除，断供电钥匙及主断，将供电转换开关转换到另一组也不能消除时，应立即要求车辆人员摘开供电电缆，机车进行供电空载试验，判断机车是否正常。

3.4过流故障。a.运行中发生过载故障时，应重新供电一次，如能消除故障则继续运行。b.如频繁过载，断供电匙及主断，将操纵台右方供电转换开关转换到另一组，再合主断重新供电，仍不能消除则应通知车辆乘检查找故障点。

3.5直流侧过压。a.运行中微机状态屏偶尔提示直流侧过压时，如能很快消除，属正常现象，无需处理。b.如长时间提示某一路过压，应和车辆乘检联系确认车辆600V电压是否正常，正常时维持运行，回段处理。c.如车辆600V电压不正常，则通知车辆乘检将负载转至正常的一组维持运行。

4、结束语

HXD3C型交流传动电力机车填补我国交流传动客运电力机车无列车供电的空白，对铁路客运安全、平稳运行具有重要意义。

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铁道机车车辆人才需求机车乘务员

1高职铁道机车车辆专业的人才培养目标与就业岗位

高职铁道机车车辆专业主要面向国有铁路机务系统、地方铁路、城市轨道交通企业、机车车辆装备修造企业、有铁路专用线的大型工矿企业电力机车运用和检修部门一线岗位，培养具有高职文化素养和职业道德，具有规范操作、敬业爱岗、团结协作、安全意识强、服从统一指挥的职业素质，熟悉有关铁路技术管理规程及规章，具备电力机车运用、监测与维护、故障判断处理和检修能力的高端技能型专门人才。主要就业单位是铁路机务段、机车检修段（厂）、车辆段、车站、编组场、城市轨道交通业、生产企业运输部的机车驾驶、机车检修、地勤、机车保养等领域。主要升迁岗位有指导司机、工长、车间技术员、车间主任、项目主管、机务安全监察等机务运用与检修管理岗位。

2轨道建设的迅速发展对铁道机车车辆人才需求迅猛增长

2.1东北铁路建设的快速发展需要大批铁路特色专业人才

东北是货物运输大进大出的地区，其中铁路是最主要的运输方式。自2005年以来，铁道部与东北三省多次签署了《关于加快辽宁/吉林/黑龙江铁路建设的协议》。我校地处辽宁省，是全国既有铁路网最为稠密的地区之一，辽宁省与铁道部共同规划建设19个铁路项目，全长2360多公里，总投资约1530亿元，包括京沈客运专线项目、哈大客运专线、丹东至大连铁路建设项目等，加大电气化改造力度，构建内通外联、多通道、大能力的铁路运输网。2005年以来，铁道部与吉林省先后四次签订战略协议，确定实施新建、改建铁路项目37个，新建、改建铁路里程约7460公里，总投资约2365亿元，将实现“市市通高铁、县县通铁路”的目标。铁道部与黑龙江省携手推进30个重点项目，总投资近2400亿元，铁路运营里程将达到8500公里以上，尽快形成以哈尔滨为中心，以哈大、哈齐客运专线等为主轴的便捷顺畅铁路运输网络。东北铁路建设进入了快速发展时期，为铁路特色专业人才需求提供了广阔的发展空间。

2.2东北地铁迅猛发展，需要大批铁路特色专业人才

东北地铁也在迅猛发展，仅沈阳地铁规划就由11条线组成，整个线网呈“四横、四纵、两L、一弦线”，线网总规模为400公里，其中一号线西起张士开发区，东至棋盘山，规划全长为44公里。二号线北起蒲河区，南至空港新城，规划全长为42公里。地铁动力系统全部采用电力牵引，同样需要大批铁路特色专业人才。

3电力牵引占居轨道交通牵引动力主导地位，需要大批铁道机车车辆专业人才

交流传动电力牵引发展已经进入成熟期，尤其是在铁路高速和重载牵引方面显示了极大的优越性。2006年“和谐型”系列大功率重载交流传动机车投入运用，单轴功率达到1000～1600kW，在250～300km/h及其以上的高速领域，交流传动的电动车组更是独领。到2015年全国将有1万多台“和谐型”机车投入运用，大功率交流传动电力机车将成为我国主流牵引动力。电力机车除了在铁路干线上应用以外，在城市交通运输包括城郊电动车组、地下铁道电动车组、地面电车和工矿企业内运输等方面也都起着越来越重要的作用。电力牵引占居轨道交通牵引动力主导地位，需要大批铁道机车车辆专业人才。

4沈阳铁路局机务系统机车乘务员供不应求

我校铁道机车车辆专业毕业生的主要去处为中国特大的几个铁路局之一的沈阳铁路局，全局机务系统共设置机务段5个，即沈阳、苏家屯、锦州、通辽、吉林机务段。苏家屯机务段是沈阳铁路局最大的以货物运输为主的机务段，由长春、大连、本溪、丹东等十段合一，共有职工1万多人，配属机车500多台，担当固定交路近400对。将全局的11个中修车间22个台位全部集中整合到苏家屯，形成一个车间10个台位，具备年中修电力机车250台、内燃机车500台的能力。沈阳机务段始建于1904年，地处东北铁路网交通枢纽，是全局唯一的客运机务段，具有日完成5台机车小辅修任务的能力，承担沈阳、沈阳北、山海关部分入库机车的检查和整备任务，承担京哈线秦沈段救援和沈阳站、沈阳北站调车任务。近年，机车乘务员单班单司机值乘改为双司机值乘，对铁道机车车辆人才的需求量翻倍增长，相应的电力机车运用和检修人员更是供不应求。沈局在2009年的“千名司机培养工程”就是在人才急需的情况下采取的应急措施。2012年以来，沈局又在复退军人，应届高职毕业生中，招收了大批专业知识几乎零基础的后备司机，作为机车乘务员队伍的必要补充。其中的千名大学生后备司机绝大部分都不是铁道机车车辆专业，有的甚至是文科毕业，沈局铁道机车车辆人才匮乏可见一斑。

5机车乘务员队伍正面临职业素养全面升级

高铁作为高技术、高科技的产物，需要大量的专业技术人员。按照《铁路“十二五”发展规划》的要求，实施“人才强路”战略，坚持人才优先、以用为本的指导方针，以高铁运营等领域人才为重点，保证高铁主要行车岗位人员动态优化。沈局机车乘务员队伍正处在新老交替的关键期，四五十岁的人居多，前期录用的多为技校、中专毕业生。自1998年以来的这十几年间沈局机车乘务员基本上录用的都是复退军人，他们知识基础相对薄弱，专业能力没有多少提升空间，整个机车乘务员队伍正面临职业素养全面升级。近年，随着铁路新技术的发展和大量新装备投入使用，沈局招收机车乘务员的要求进行全面调整，不再招复退军人，而改招高职专门人才。我校在这个时候开办铁道机车车辆专业，就是审时度势，适逢其时。

轨道特色高职院校担负着为铁路行业和地方城市轨道交通建设培养高端技能型专门人才的重任，铁道机车车辆专业的毕业生就业前景乐观是毋庸置疑的。引用我校铁道机车车辆专业建设指导委员会主任、沈阳铁路局机务专家崔总的话，我校铁道机车车辆专业办得好，这个时候办铁道机车车辆专业就是抓住了方向，抓住了铁路用人的黄金期，非常受欢迎。

参考文献：

[1]郝凤荣等.HXD3B型交流传动电力机车主辅电路.电力机车与城轨车辆，2010（2）：5-9.

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关键词隔离开关；检修管理；对策

中图分类号TM91 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）112-0155-02

由于隔离开关在电力系统中的运行数量很多，并且起着隔离电源、改变系统运行方式等重要作用，所以其检修管理好坏将直接影响到电力系统的正常运行。然而隔离管理的检修管理却缺乏严格的规定，所以认真做好隔离开关的全方位检查工作，对保障电力系统安全运行等方面都具有十分重要的意义。

1隔离开关的常见缺陷及检修方法

1.1隔离开关底座传动困难

因为隔离开关主要部件直接暴露在自然环境中，所以易锈蚀。而锈蚀会增大传动阻力，给操作带来困难。通常新投入的隔离开关在前两年都能保证正常操作，但两年一过就可能会出现不同程度的传动困难，甚至出现拒动的现象，以致于不得不停运整条线路对其进行临时大修处理。因此，定期进行防锈处理，对各传动部位加剂，特别是使用性能优异的二硫化钼剂是解决传动困难的有效措施。

1.2操作机构故障

隔离开关操作机构的故障往往表现为机构传动部分卡涩，操作阻力增大，严重时甚至会造成拒动。造成操作机构故障的因素主要有以下两点：1）机构箱密封不好或锈蚀进水，雨水流人机构转动部位内部，造成机构锈蚀严重。此时若强行操作，将可能造成连杆扭弯等零部件损坏；2）电动操作机构的控制回路故障。

因此，机构箱应采用质量优良的不锈钢产品，并定期对其进行密封检查。此外，还要加强对操作机构控制回路的检查，确保回路元器件无损坏。

1.3 导电回路过热

隔离开关运行年数较长，主要零部件趋于老化，静触指压紧弹簧特性变坏，夹力不够导致部分触指与动触头不接触或接触面积变小，如果工作电流在较大，就会造成烧损。此外，触头镀银层工艺差、合闸不到位、接触面脏污、迎峰度夏负荷较大时或常年处于稳定大负荷状等也可能引发回路过热。

此时，可以采取以下方法进行应对：视老化情况及时更换触头弹簧部件或整个接触头；顶起对隔离开关的导电电阻进行测量，发现有过热情况要及时处理；调整触头插入深度；定期清洁接触面或采用自清洁触头。

1.4瓷瓶闪络

瓷瓶闪络主要是由瓷瓶表面和瓷裙内积污严重造成的。现在由于电力设备由计划检修制向状态检修制过渡，停电周期变长，使定期清扫几乎成为不可能，所以有必要寻找可替代定期清扫的方法，如带电水冲洗等。

2加强隔离开关检修管理的对策

2.1实施新型混合检修策略

隔离开关的传统检修方式是随着主设备的定期检修而进行，这种模式虽然可能对存在故障隐患的开关进行了必要的维修，但对健康水平良好的隔离开关则势必会造成超量检修，而对急需维修的开关则可能由于未到检修周期而造成漏修。因此，改变隔离开关的定期检修管理手段，探索故障检修、计划检修、状态检修融为一体的混合检修策略势在必行。

近年来对隔离开关的检修发现，达到规定的检修周期后进行大修时，除部分负荷较大的隔离开关导电部分存在着传动困难、操作机构故障、静触指压紧弹簧老化等缺陷外，绝大部分隔离开关的工作状态良好，其传动部分也很少出现锈死卡涩现象。因此，在增大巡视维护力度、对部分产品进行技术改造或升级换代的基础上，采用更为先进的混合检修策略是可行的。具体而言，可以学习借鉴 “点检定修”的设备管理工作理念，将对隔离开关以修为主变为对其以管为主。通过对开关定人、定时、定项、定方法和定标准的全方位的动态监测与分析，并综合有关运行数据、检修维护情况等，对隔离开关的工作情况实行跟踪管理，对存在故障隐患的隔离开关进行及时处理，而对健康状态良好的开关则仅作必要的日常维护即可。

2.2把握好隔离开关的初始状态

由于隔离开关的初始状态对其往后再电力系统中的正常运行有着直接影响，所以应重视对隔离开关的选型和质量验收工作，对质量不合格的产品要坚决拒收。同时，对某些由于设计、制造工艺等方面的原因而在运行中暴露出的先天性缺陷，如果不能依靠检修维护彻底消除，则应更换产品。

2.3重视检修人员的培训工作

结合隔离开关的实际工作情况，组织检修人员学习常见故障的发生规律和检修方法，同时还可以采用案例教学和实战演练的方式来加深检修人员对所学内容的印象和理解。此外，还应通过制定完善的考核制度、责任人制度和奖惩制度等来提高检修人员的业务水平和责任心。

2.4做好技术管理工作

只有把握好隔离开关的初始状态、加大检修人员的培训力度、完善混合检修工作制度，才能提高隔离开关的检修质量和检修效率，而所有这些都依赖于隔离开关的技术管理工作。要做好隔离开关的技术管理工作，具体需要做到以下几点：首先，检修人员在隔离开关的选型初期就应全面参与产品的调研、设计、出厂验收及安装，以尽早地进入产品的技术管理角色，为今后产品的技术改造、升级换代、故障排查等工作打下坚实的基础；其次，各个系统内部应定期组织召开技术会议，并结合本系统内部隔离开关的工作情况制定统一的技术管理标准，通过技术标准的规范执行，使检修工艺更具规范性、检修管理工作水平不断得到提高。最后，相关单位制定实施的混合检修策略要符合隔离开关的技术管理现状和运行管理水平，力求通过实施科学的检修策略来增加技术管理工作的质量，进而充分保证隔离开关的正常运行。

3结论

总之，提高隔离开关的检修质量和效率是保障电力系统安全运行的重要基础，也是电力企业实现经济效益增长的保障，具有极其重要的现实意义。

参考文献

[1]张新春.隔离开关的常见故障与维护技术[J].精密制造与自动化，2011(2)：61-64.

[2]胡俊雨.简述隔离开关的故障措施和检修管理[J].机电信息，2011(3)：51.

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关键词：矿山电力机车 蓄电池 架线 电缆 安全生产

中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914x（2014）26-01-01

一、引言

随着矿山机电设备自动化程度的不断提高，矿山机电设备逐渐成为影响矿山生产运营的重要因素。目前，科学技术日新月异，矿山生产技术装备不断更新，传统的矿山机电设备逐渐被先进的电力设施所代替。

在各种矿山机电设备中，矿山机车是放在首位的，可以说，没有矿山机车，就无法维持矿山的生产作业。矿山机车主要包括蒸汽机车、内燃机车和电力机车三种形式，此外各种机车又分成不同的种类，在选用矿山机车时，要根据矿山的作业环境、供电能力、生产能力以及投资能力等方方面面进行斟酌和对比，最终选择最符合矿山投资的机车设备。同时，在恶劣的矿山作业环境中，要不断加强安全管理，实现“安全生产”的安全目标。

二、矿山电力机车概述

（一）矿山电力机车简介

在矿山系统中，电力机车设施具有非常重要的作用，它是当前我国矿山系统的主要运输工具。矿山电力机车系统主要包括机车轨道、机车车体、牵引装置以及辅助设备等，它与耙矿设备、装矿设备、带式输送机等矿山设施共同构成一条完整的矿山运输系统。矿山电力机车主要用于井下运输大巷和地面的长距离运输，它相当于铁路运输中的电气机车头，牵引着由矿车或人车组成的列车，完成对煤炭、矸石、设备以及人员的运送任务。机车运输是组织生产、决定矿山生产能力的主要因素，其主要作业流程是：将矿石（或废石）通过运输巷道运至地下储矿仓、井底车场，再将井底车场处的各种物资和人员运送到选矿场，经选矿作业后将废石运至排土场。

（二）矿山电力机车组成

概括地说，矿山电力机车由机械部分和电气部分组成。其中，机械部分包括车架、轮对、轴承箱、弹簧托架、制动装置、撒砂装置、连接缓冲装置等，电气部分包括直流串激电动机、控制器、电阻箱、受电弓、空气自动开关或隔爆插销等，有的还包括蓄电池设备。简单地说，车架是机车的主体部分，由厚钢板焊接而成。整个机车系统，除了轮对和轴承箱以外的所有机械零部件和电气装置都安装在车架上，整个车架通过弹簧托架支承在轴承箱上，轴承箱与轮对两端的轴颈配合安装，这样就构成了一个完整的电力机车。矿山电力机车采用齿轮传动，主要有两种型式：一种是单级开式齿轮传动，另一种是两级闭式齿轮减速箱。由于开式传动方式传动效率低，而且传动比较小，再考虑到矿山系统相对恶劣的作业环境，不宜选择开式齿轮传动形式。另外，闭式齿轮箱不仅能够适应较为复杂的工作环境，而且具有较高的传动效率，齿轮的整体使用寿命也相对比较长。

三、矿山电力机车的选型

矿山机车主要包括蒸汽机车、内燃机车和电力机车三种形式，也可以说它们依次是矿山机车的三个时代：蒸汽机车逐步淘汰，内燃机车仅仅适用于地上部分的运输作业，电力机车是目前矿山机车的主流运输工具。

第一种，架线式电力机车。

架线式电力机车的主要工作原理是：高压交流电经牵引变流装置进行降压、整流处理，将其正极连接到架空线上、负极连接到铁轨上，随后电力机车上的受电弓与架空线充分接触，将整定后的电流引入机车内部，再依次经过空气自动开关、控制器、电阻箱等电气元器件进入牵引电动机，驱动电动机运转。电动机运转之后，通过机械传动装置，带动车轮转动，从而实现对机车的牵引过程。在电力机车正常工作的过程中，从电动机流出的电流经轨道流流装置，从而在机车内部形成一个闭环电路。架线式电力机车的优点：结构简单，维护方便；成本较低，速度较快；机车的用电效率高，运输能力大，应用范围广。但是，架线式电力机车也存在着下述缺点：首先，必须有整流和架线设施，不够灵活；第二，工作过程中容易产生火花，因此应避开瓦斯严重区域；第三，初期建设投资较大，投资回报周期较长。

第二种，蓄电池式电力机车。

顾名思义，蓄电池式电力机车就是用蓄电池供给电能，需要有配套的蓄电池充电设施。对于电力机车而言，每台机车需要至少配备2-3套蓄电池组。这种电力机车的优点是：无须架线，作业灵活，适用于产量小、巷道不规则的运输系统；作业过程中不产生火花，能够在有瓦斯的矿井使用。其缺点是：需要配置足够的充电设备，因此初期投资比较大；在生产作业过程中，用电效率较低，运输费用较高。

第三种，架线-蓄电池式电力机车。

这种电力机车是在架线式电力机车与蓄电池式电力机车相结合的基础上设计出来的，这种电机车上有自动充电器，可利用架线电源随时对车载蓄电池自动充电。在工作过程中，它既能从架线取得电能工作，同时能够在不便装设架线的区域依靠蓄电池进行供电。架线-蓄电池式电力机车具备了架线式与蓄电池式电力机车的共同优点，提高了机车的利用率，甚至能够用于直接开进开拓掘进巷道。

第四种，架线-电缆式电力机车。

架线-电缆式电力机车是将架线式电力机车与电缆相结合的基础上设计出来的。当其在运输大巷工作时，可以直接从架线吸取电能；在不方便装设架线的区域行使时，可以采用电缆供电。

四、矿山电力机车的安全管理

电力机车等机电设备的安全运行是矿山安全生产的重要组成部分。近年来，因机电设备造成的安全事故和人身伤害案例时有发生，给企业和个人带来巨大的经济损失和心理伤害。因此，分析查找事故原因，采取有效的预防措施，最大限度减少或杜绝此类事故的发生是矿山企业义不容辞的责任。

做好矿山电力机车的安全管理，主要应从两个方面着手：第一，要建立健全包括全体员工、各个方位、全过程的安全信息网络管理系统，并制定和健全科学的行之有效的安全信息管理工作程序，使安全工作检查经常化；第二，要形成制度化的安全教育和培训工作，应该建立专门的安全监督监察部门，主管安全教育培训，宁转原来安全培训多头管理的现象。

为了提高矿山机电设备安全管理的效率，矿山企业应该顺应时代潮流，在电力机车的控制和管理上应用计算机技术。现代化大规模的生产方式要求矿山企业重视对井下安全信息的交流，以保证随时作出正确的决策进行安全管理。从目前情况来看，我国从大部分矿井安全信息中心站反映出来的情况中，比较突出的问题是信息中心站每天收集到反映安全状况的大量信息，靠人工方法在短时间内进行全面的信息登记，分析和处理是比较困难的，并且在这个过程中还容易出现差错，这就需要借助于现代化的信息处理工具来实现，而计算机就是适合参与并完成这项工作的辅助设备。

现代化的矿山机电设备安全管理系统是一个综合性很强的项目，这其中不仅仅涉及到矿山电力机车等重要的机电设备设施，还涵盖了整个矿山生产中的方方面面，比如矿山企业的人、机、料、法、环等诸多的环境因素。

参考文献

[1]杨国东.赵大友.煤矿变频架线电机车的技改与推广[J].科技资讯.2011年20期

[2]邓小红.高瓦斯矿井防爆蓄电池电机车安全配套设施的研究及应用[J].科学之友.2011年11期

[3]魏其东.电机车顶挂车作业安全控制系统的设计与应用[J].工矿自动化.2011年08期

[4]李辉.电瓶车双电机电压电流监控装置的研制与应用[J].中小企业管理与科技（上旬刊）.2011年08期