摘要：铁路机车技术的发展过程充分的展示了实际技术手段发展的历程。近几年随着社会科技的逐渐发展，在铁路机车牵引技术发展的历程上逐渐开始利用电力电子技术对其进行完善，从而提高铁路机车业的发展。
关键词：电力电子；铁道系统；牵引动力
引言：在铁路系统机车设备的发展中，电力电子技术对提升机车设备的牵引力、推动机车设备实际性能强化等方面都有着关键性的作用。应关注机车设备的实际需要，不断在机车设备运行方面融入新技术，实现铁路机车设备牵引动力的进一步优化。
一、铁路系统机车设备发展分析
机车设备的发展也正是机械设备的发展历史，从最初的简单机械不断的优化发展为现代高性能的机械设备。在机车设备发展的最初时期，机车设备为蒸汽类型的机械设备，蒸汽类型机车的出现是铁路系统发展萌芽，将人类社会带入了新的发展时期。但这种蒸汽类型的机车设备也存在着动力不足、操作僵硬繁琐的问题。在机车设备制造技术不断吸纳各种新型技术之后，出现了电力类型的机车设备，从而使机车设备的性能发生了全面强化，使机车设备的操控更加高效、牵引力更加的强大，早期的电力类型的机车设备主要使用直流电能作为机车设备的供给能源。在科技变革的推动下，机车设备也再次得到了优化，出现了晶闸管整流器类型的机车设备，这也标志着人类在利用电能以及电子设备的道路上又向前迈进了一步，这种电子类型的机车除了继承下了之前机车设备良好性能之外，还在电能的利用上取得了突破，在机车设备运行中使用了50Hz以及60Hz的电能技术。而电能类型机车的优化升级时至今日仍在继续，出现了更高效的机车设备，推动了机车设备的发展。
二、电力电子技术的概括
（一）电力电子技术
电力电子技术是一种有别于以往的创新型的电子技术，是利用电力电子器件（如晶闸管，GTO等）可以对电能进行控制和变化的一种新技术。并且通过此技术可以随意将电力功率调高百MV甚至GW，调低W甚至1W以下，具有方便快捷的特点，并已成为一项重要的电力交换技术。随着互联网信息时代的到来，通过电力电子技术可以分别对机车牵引动力系统中各个设备进行控制，从而控制设备，调节传动速度的快慢。
（二）电力电子类型技术的优势
电力电子技术是科技发展的产物，近些年其先进的成果被运用到铁路机车牵引动力中，让铁路机车速度得到了大大的提升。第一，在机车牵引动力技术中，采用交流电机的方式，改善了过去占地大的缺点，同时还减少了铁路与轮轨之间的摩擦作用，提高了牵引功率。第二，对于以往动力不稳定的特性，电力电子技术通过中枢控制系统对机车提供了稳定并持续的动力，一定程度上避免了事故的发生。第三，电力电子技术的应用可以对交流电产生电动机无换向器的控制，从而在一定程度上消除了电刷与转向器磨损，保证了铁路运行安全性，从而降低了铁路工作过程中的检修和日常维护成本。第四，利用电力电子技术能够提高牵引性能和黏着使用效率，在此基础上更好发挥牵引力的作用，促进铁路机车的正常运行[1]。
三、现代化铁路机车技术
（一）铁路机车技术
随着电力电子技术的逐渐发展，人们已经不满足与使用交流电对牵引力进行控制，传统的交流电动机已经不能够满足人们的日常生活。因此，人们开始逐渐建立了现代化铁路机车技术。比如当下的和谐动车。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆与直流传动机车相比较，交流传动机车具有启动牵引力大、恒功率范围宽、粘着系数高、电机维护简单、功率因数高、等效干扰电流小等诸多优点，是目前我国铁路发展的必然趋势。铁路机车技术主要是在传统交流电的基础上使用多频交流电为其提供牵引力驱动。1983年世界上首批BR120性大功率干线交流传动电力机车的产生，被德国联邦铁路认可，并且广泛的进行了应用。
（二）铁路机车技术优势
与传统的铁路机车技术相比，近几年随着铁路机车技术发的发展住进开始采用交流传动系统技术手段对其进行技术革新，该项技术手段的使用优势主要表现为以下几方面：第一，利用交流传动电力电子技术能够采用四象限脉冲变流器，而四象限脉冲变流器的应用能够降低机车在电网中电流谐波的分量，从而从整体上改善了铁路电力系统供电的品质，进一步解除了铁路信号传递工程中受到交流电动机造成的信号干扰现象。第二，利用交流传动电力电子技术能够使供电电网的电工功率发生改变，更加趋近于1功率，最终降低电网的损耗。此外，在现代铁路机车技术中应用的交流传动电力电子技术能够通过再生制动的方式不断的向电网进行电能的反馈，从而从整体上提高电网内电能质量，起到节约电能的效果。第三，利用交流传动电力电子技术能够改变原有铁路机车向前、向后，牵引和制动之间的操纵关系。通过使用位置转换开关，在主电路上对其进行转换，从而缩短人工转换中的时间，提高铁路前后转换、牵引和制动之间的效率。此外，该种铁路机车技术的操作较为简单，可靠性更高[2]。
四、铁路机车在电力电子技术应用中的分析
随着创新意识的不断加强，电力电子技术也有了相应的发展，原有的交流电控制牵引力模式已经不能满足实际运行的需要，更多新的理念被加入到铁路机车牵引动力的开发中，多频率的交流电完成牵引驱动开始在全国普遍推广。这项现代化的新技术的长处，具体来说，有以下几个方面：首先采用交流传动电力电子技术能够使用四象限脉冲变流器，这个设备不仅能够减少机车在电网中电流谐波的分量，还能系统和完善地改变电力系统供电的质量，从而进一步消除了在传输过程中造成的信号干扰现象。其次，在现代铁路机车技术中应用的交流传动电力电子技术可以通过再生制动的方式不间断地向电网进行电能的反馈，利用交流传动电力电子技术改变了供电电网的电工功率，降低电网的损耗，从整体上提高电网内电能质量，起到节约电能的目的。最后，利用交流传动电力电子技术能够很好地平衡铁路机车牵引和制动之间的协作关系，在主电路上进行调整和转换，缩短了人工操作的时间，提高安全效率[3]。
结论
简而言之，随着时代的变迁，我国的电力电子技术发生了一系列的改变，这些改变也给铁路机车牵引动力的研发技术带来了全新的方向，并随着科技的进步不断更新迭代，不同阶段彰显着不同的优势。在了解了整体发展历程和方向的基础上，我国电力电子技术要不断创新，研制更多的设备以应用于实际，从而推动我国铁路机车牵引动力创新的步伐[4]。
参考文献：
[1]周廷美，张廷雷，莫易敏等.基于SOBA的铁路机务段检修管理系统的研究[J].武汉理工大学学报（信息与管理工程版），2014，6（3）：777－781．
[2]郭依超，李廉枫，邓伯勇.内燃－电力双动力源机车在我国的市场前景分析[J].技术与市场，2016，1（5）：99－100．
[3]刘灿星.探析电力电子技术与铁路机车牵引动力的发展[J].建筑工程技术与设计，2016（20）：62.
[4]杨易.电力电子技术与铁路机车牵引动力的发展[J].科技创新与应用，2016（16）：71.
[5]董小平，王长鹏.探究电力电子技术与铁路机车牵引动力的发展[J].职业技术，2017（10）：119.
论文作者:张同恺
论文发表刊物:《基层建设》2018年第28期
论文发表时间:2018/11/15
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