高速動車組牽引傳動控製係統的研究與仿真
交通運輸
作者：孫菁睿 王立棟 康瑛
摘要：近年來，高速動車組的發展一方麵適應了社會快速發展的新形勢，另一方麵也加快了人們的生活節奏。為不斷適應發展變化著的新形勢，滿足人們不斷增長的新需求，需要對高速動車組牽引傳動控製係統進行優化，從而推動我國交通運輸事業的發展，促進國民經濟穩步提升。
關鍵詞：動車組；牽引傳動；控製係統；仿真設計
中圖分類號：TM922 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）14-0085-02
高速鐵路的快速發展，使得對高速列車的需求也在逐漸增長，並對其提出了更多、更高的要求。雖然高速動車組在促進國民經濟發展、社會進步和加快人民生活節奏方麵發揮了重要作用，但在很多技術方麵剛剛起步，尚未成熟，因此需要技術上的提升和係統優化。對於高速動車組這一複雜係統，建立合理有效的高速動車組牽引傳動控製係統顯得至關重要。本文主要分析了我國高速動車組牽引傳動控製係統的發展現狀以及高速動車組牽引傳動控製係統的仿真方案。
1 我國高速動車組牽引傳動控製係統的發展現狀
1.1 牽引動力配置方式以動力集中方式為主
我國高速動車組的牽引動力配置方式主要有動力分散方式和動力集中方式。動力集中方式是一種較為傳統的電力牽引模式，使用曆史久，技術相對成熟，而且使用的範圍廣泛，動力集中型動車組是由日本首創，近年在歐洲得到廣泛推廣與應用。
隨著科學技術的發展進步，我國在動力分散型動車組的設計上取得了一定成就。例如“中原之星”動車組、“先鋒號”動車組以及CRH係列動車組。“和諧號”CRH係列動車組，是由十六台三相異步牽引電動機均勻地安置在四輛動車的地板下，由每台電機驅動一根車軸，十六台電機共同合作就讓整個動車組高速運行起來了。但是動力分散型的技術仍不夠成熟，還處在起步階段，而且資金投入大、技術要求高，因此，我國高速動車組的牽引動力配置方式仍以動力集中方式為主。
1.2 我國高速動車組以直流傳動製式為主
直流傳動製式和交流傳動製式是高速動車組牽引傳動製式的兩種方式。在我國，主要鐵路上的高速動車組，多數采用直流傳動製式，對交流傳動製式的使用較少。相比，在國外，先進的科學技術使得交流傳動製式的高速動車組具有顯著優越性，市場前景廣闊。因此，多數生產廠商也已經停止了對直流傳動機車的生產，多采用交流傳動方式的牽引技術。我國高速電動車組的發展由於技術的不成熟，缺乏創造性，對於交流傳動技術的應用也才剛剛起步。
1.3 普遍采用微機牽引控製係統
我國鐵路機車普遍采用微機牽引傳動係統，但在較為傳統的直流傳動機車上仍然有大量的模擬電子控製係統。隨著科技的進步、網絡的發展，網絡技術對於交通運輸事業也在發揮著越來越大的作用。在列車通信網絡快速發展進步的新形勢下，我國的高速動車組也開始使用通信網絡進行控製和信息的傳遞，例如，司機對列車的各種控製命令都可以通過列車通信網絡傳送到列車的各個部位，執行的結果也可以通過網絡再反饋給司機，從而使司機更加全麵、係統地掌控列車的運行，促進列車協調、穩定運行。通過采用微機牽引控製係統逐漸形成對列車的分布式控製，是我國高速動車組牽引控製係統的現狀。
2 高速動車組牽引傳動控製係統的仿真方案
2.1 進行高速列車內外部環境仿真
列車的內部環境不僅包括牽引傳動控製係統，還包括網絡係統等，外部環境包括牽引供電係統、線路的地理條件和軌道等。通過對內外部環境的仿真模擬，能夠對列車在運行過程中可能出現的問題進行預測，並提前找到解決方案，避免實際運行過程出現差錯，減少損失。以青藏鐵路為例，高原缺氧、低溫、強烈的紫外線以及高原凍土是鐵路運輸所麵臨的外部環境，這些對列車的控製係統提出了更高要求，因此內外部環境的仿真有其必要性。內外部環境的仿真模擬可以為牽引傳動控製係統的優化提供保障。