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摘要：近些年我国的社会经济得到了较为快速的发展，在此过程中城市交通系统发挥着至关重要的重要，也正因为如此，新时期下社会各界对于城市交通行业的发展提出了更高要求。在城市轨道交通技术不断应用提升的推动作用下，城市轨道交通系统成为了人们出行较为重要的方式之一，并且逐渐发展成为我国城市公共交通系统中的重要环节。而城市轨道交通的正常运行离不开电气系统的支撑，因此，唯有建设完善的电气系统才能为城市轨道交通车辆的正常、高效、安全运行提供保障。基于此，文章对城市轨道交通车辆电气系统及其相关进行了深入分析、研究，希望能够为相关从业人员提供有益参考。
关键词：城市轨道交通；车辆；电气系统
一、城市轨道交通车辆电气系统研究的意义
城市轨道交通是近年来兴起的，区别与传统交通运输方式的一种公共空间交通工具，已然在我国许多大中城市得到了较好的应用与推广，在交通运输方面的实际服务人次远远高于任何一种交通运输工具，各个大中城市中，城市轨道交通车辆成为了人们工作、生活过程中较为重要的出行交通方式。因此，确保城市轨道交通车辆运行的安全、稳定、可靠，对于保障人民出行较高效率极具现实意义。城市轨道交通车辆能够为人们的出行提供更为高效、便捷的出行方式，有效缓解了城市交通系统的运行压力。在城市轨道交通运行过程中，电气设备系统发挥着必不可少的重要作用，不但是承担着驾驶与搭载人员的安全责任，而且也是减轻城市轨道交通企业运营工作量的重要保障。对于城市轨道交通车辆电气系统运行而言，要求相关专业技术人员必须做好运维过程中技术准备，及时发现并解决城市轨道交通车辆电气系统运行过程中出现的问题。在城市轨道交通车辆电气系统中，采用了多种新技术，较之其他运输电气系统而言在技术水平应用方面有了较大提升，尤其是PLC控制技术的有效应用，获得了传统形式的交流接触器控制技术无可比拟的优势，但是电气系统的运行维护的复杂性也大大提升，是城市轨道交通正常运行必须高度重视的问题。因此，加强对城市轨道交通车辆电气系统的应用研究，对于确保城市轨道交通系统的正常、高效、安全运行有着极为重要的现实意义。
二、城市轨道交通车辆电气系统的研究
在城市轨道交通车辆电气系统构成中，主要包括了牵引与制动控制系统、辅助供电系统、车门控制系统，以及牵引传动系统这四个部分。
(一)牵引与制动控制系统的应用
城市轨道交通车辆牵引与制动控制系统是整个城市轨道交通体系中极为重要的组成部分，同时牵引与制动控制技术也是其中较为重要的核心技术，涉及到了摩擦制动、电制动、空气制动等整个制动指令系统的应用。牵引与制动能力的高低对轨道车辆运输能力与运行的安全性产生着直接影响作用。两个轨道站点之间的距离通常较短，需要频繁地停车进行客流交换，因此较高的轨道车辆制动减速度能力才能确保轨道车辆较快的运输速度与运输性能。制动指令系统是轨道车辆运行过程中较为常用与重要的减速控制技术，制动系统的制动力施加，主要是以电气系统减速指令为依据进行控制。一般来说，轨道车辆运行需要准确的停达站台，在站台两侧固定区域上下车，这就要求轨道车辆必须准确无误的停至指定的区域位置。为了实现这一目的，制动控制系统需要根据相应站台之间的运行距离长短来为轨道车辆电气系统发出减速指令。因此，在轨道车运行过程中，牵引与制动系统的应用研究极为重要，必须确保电气系统能够根据减速指令来对速度、距离等进行准确控制。
(二)辅助供电系统的应用
在城市轨道交通车辆运行系统中，除了牵引系统主电路是独立供电之外，其他装置的供电工作，如照明、通风、通信等诸多的辅助系统的运行都需要借助辅助供电系统进行供电运行。在轨道交通车辆运行过程中涉及的辅助供电系统主要包括两个重要组成，即直流供电系统、三相交流电供电系统。
其中，直流供电主要包括了电机、整流装置、直流用电设备、蓄电池等组成部分，主要是通过充电机与蓄电池的作用进行供电。三相交流供电系统的主要由变流器、电热器、三相辅助设备、电机等多种交流负载设备组成，介质辅助变流器的功能进行供电。在确保轨道车辆运行的正常与安全过程中，建立起安全、可靠的辅助供电系统极为重要。要求在对轨道车辆系统进行设计时，需要在对辅助供电系统组成、功能进行详细调查、分析的基础上对设备，及相应的参数进行合理地确定，以此来构造出适合轨道车辆运行要求的，具备较高安全能力与可靠性的辅助供电体系，更好地辅助轨道车辆系统的运行。
在实际运用过程中，实现供电装置的高频化是降低辅助供电系统能耗，提高装置运行效率的重要前提。而且采用高频化的供电装置，对于实现节能环保以及缩小占地空间、减轻装置重量方面也有着较为明显的作用。提高供电装置的高频化水平不但大大缩小了变换器体积，提高变换器的性价比，而且能够有效实现瞬时响应速度最大化，有效削弱辅助供电装置的噪音与振动。由此可见，轨道车辆运输系统的未来发展与研究方向之一就是研发出更为高频化的辅助供电装置。
(三)车门控制系统的应用
轨道车辆的长度较大，车门的数量也较多，各个车门的开启、关闭都需要通过高效的车门控制系统进行控。车门控制系统主要包括了控制电路、控制开关、执行系统这三个组成部分。在对各个控制对象进行控制过程中，需要对相应模块的信号进行采集，通过采集电力与执行系统相连接，实现对车门开、关的控制，车门的位置、开启关闭的时间都各不相同，则要求对不同控制机械组织进行针对性考虑，其关键在于对中央控制与各个子系统的构建、中央控制系统与轨道车辆总线相连，同时对各个单元进行控制，中央控制系统从总线收发器中传递得来的数据进行有效识别，来辅助各个子系统对各部分车门开关状态的准确控制。
(四)牵引传动系统
城市轨道交通车辆的运行，对于牵引传动系统有着较高要求，必须充分确保其高度稳定、安全、可靠。轨道车辆的运行具备较为固定的编组模式，且在运行过程中停靠次数多、相邻两站运行时间短，这就要求牵引传动系统必须具备较高的牵引运行能力，尤其是在短时过载、断续作业方面需确保较高的性能。轨道车辆运行技术标准的高低标志之一就是牵引传动系统的合理选择。而在牵引传动系统设计领域的竞争较为激烈，我国在核心技术方面依然需要依赖其他先进国家的技术引进，国产化的牵引传动系统研发仍任重道远。
三、结束语
综述，城市轨道交通系统的建设、运营，涉及多个方面领域技术的应用，尤其是在电力与控制系统的应用发展方面迫切需要研发出“高效、环保、节能”的电气控制技术，实现高效、智能化，更好的满足我国城市轨道交通系统运行的需要，由此可见，加强对城市轨道交通车辆电气系统的应用研究有着较为重要的现实意义，以及具备较为广阔的市场前景。
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