交流牵引系统是一种以交流电动机为核心,通过电力电子装置实现调速和控制的轨道交通车辆传动系统。以下是具体解析:
一、核心组成
交流电动机 城轨车辆普遍采用交流异步牵引电机,其结构简单、维护成本较低,适合高频率调速需求。
电力电子装置
包括整流器、逆变器、电抗器等,用于将直流电转换为交流电(整流),以及将交流电逆变为适合电动机的调速交流电。
其他关键部件
受流器: 从接触网获取交流电; 牵引箱
制动电阻箱:用于能量回收或耗散;
电抗器:调节电流相位,改善功率因数。
二、工作原理
直流供电:接触网提供交流电,通过受流器进入牵引系统;
逆变调速:交流电经整流后,由逆变器转换为可调节频率和电压的交流电,驱动电动机;
动态控制:通过传感器反馈车辆状态(如速度、牵引需求),控制系统实时调整逆变器输出,实现精确控制。
三、技术优势
调速性能:
采用全控电力电子器件(如IGBT),可实现平滑调速,满足列车加速、减速及爬坡需求;
效率提升:
相比传统直流系统,交流系统因减少换向损耗,整体效率更高;
兼容性:
易于与现代电网兼容,支持再生制动等能量回收技术。
四、应用与发展
目前城轨车辆中,交流异步牵引系统因成熟性和成本效益占据主导地位。随着永磁同步牵引系统的研发,部分高速动车组已开始应用该技术,其更高效率和平顺性将逐步推广至城市轨道交通领域。