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摘要：一直以来铁路系统都因其运输速度快、稳定效果好、整体成本偏低等因素的特点而广受欢迎，并且人们需求以及市场经济的引导下而不断有新型技术融入到了机车设备当中，使机车设备的结构以及性能不断的得到优化、增强。这在满了当前社会各种要求的同时也显现了巨大的发展潜力，尤其是电子技术被运用到了铁路系统机车设备之后，让机车设备的发展愈发快速。
关键词：电力电子技术;铁路机车;牵引动力;发展
1 电力电子技术的概括
1.1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。
1.2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]。
2 现代化铁路机车技术
2.1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。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。
2.2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。
3 电力电子技术在铁路机车牵引中的应用
（1）通过有效利用四象限变流器，降低了机车运行过程中电网的电流谐波分类，提高了电源质量，并且在运行过程中机车不会受到交流电信号干扰，进一步提高了铁路系统的稳定性。
（2）应用于现代铁路机车技术的交流驱动电力电子技术可以通过再生制动不断地将电能反馈到电网，通过交流驱动电力电子技术，可以改变供电网络中的电力，减少电网损耗。通过改善整个电网的电能质量来节省电能。
（3）采用交流驱动电力电子技术可以很好地平衡机车牵引与制动之间的配合，在主回路中进行调节和转换，缩短人工操作时间，提高安全性和效率，并使整个工作过程更加方便和稳定。
4 我国铁路机车牵引与电力电子技术的现状
牵引机车领域是我国技术发展的象征。在我国的电力牵引领域，首先使用了交直流技术。代表产品是“韶山”机车系列。随着技术的逐步完善，已累计产量超过7，000台，其中90%以上在运营的铁路机车都是由我国自主开发的，包括生产设备。目前，我国的铁路机车牵引技术正在积极开发和使用交直流技术，除了大规模生产和使用和谐号机车外，还独立开发了北车中心控制系统和电力集中牵引系统。将来，永磁同步电动机牵引系统还会得到进一步升级，成为我国高铁市场的主要战略武器。我国通过自主研发，逐步开发了具有完全独立的配套产权的斩波调压技术。技术原理是通过脉冲方法直接应用到牵引电机的触网电压上来更改传统脉冲，主要是使用非接触式开关。以便连续电动机电压可以在触网电压的0到100之间变化。这项技术的研究和发展进一步推动了我国铁路机车牵引和电力电子技术的发展。
5 铁路机车牵引技术的发展
机械设备的发展，带动了铁路机车设备的发展。在铁路机车设备的最初时期，很多机车设备的主要动力来源于蒸汽，而蒸汽式机车也是铁路系统的第一代机车，标志着人类社会的道路运输正式进入到了全新的发展时期。蒸汽类型的机车因其动力较弱，操作繁琐等问题，难以满足交通运输发展的需要，同时由于其主要以煤炭作为主要燃料，不仅消耗大量的能源，而且还排放大量的二氧化硫，对周围的环境造成了严重的污染。于是，在科学技术的发展推动下，电力类型的机车设备越来越多的应用到铁路运输当中，提高了机车设备操作效率的同时，也使得机车设备的牵引动力更为强大。近年来，晶闸管整流器类型的机车设备越来越多，推动了铁路机车电子化的发展。该类型的机车设备不仅具有电力类型机车设备的良好性能，而且还能够高效率的控制电能，实现了机车设备的高效率运行。例如当前我国自主研发的韶山系列电力机车等，就是在牵引动力方面引入了电力电子技术。此外，我国还自主开发了斩薄调压技术，实现了不使用开关的情况下，通过脉冲技术的应用，将触网电压直接牵引到发动机上，为铁路机车的电动机，在一定范圍内提供了持续不断的稳定电压。
6 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。
参考文献
[1]张扬扬.电力电子技术与铁路机车牵引动力的发展[J].职业技术，2018（03）：58.
[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.
中车永济电机有限公司 山西 运城 044500
关键词：电力电子技术;铁路机车;牵引动力;发展
1 电力电子技术的概括
1.1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。
1.2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]。
2 现代化铁路机车技术
2.1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。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。
2.2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。
3 电力电子技术在铁路机车牵引中的应用
（1）通过有效利用四象限变流器，降低了机车运行过程中电网的电流谐波分类，提高了电源质量，并且在运行过程中机车不会受到交流电信号干扰，进一步提高了铁路系统的稳定性。
（2）应用于现代铁路机车技术的交流驱动电力电子技术可以通过再生制动不断地将电能反馈到电网，通过交流驱动电力电子技术，可以改变供电网络中的电力，减少电网损耗。通过改善整个电网的电能质量来节省电能。
（3）采用交流驱动电力电子技术可以很好地平衡机车牵引与制动之间的配合，在主回路中进行调节和转换，缩短人工操作时间，提高安全性和效率，并使整个工作过程更加方便和稳定。
4 我国铁路机车牵引与电力电子技术的现状
牵引机车领域是我国技术发展的象征。在我国的电力牵引领域，首先使用了交直流技术。代表产品是“韶山”机车系列。随着技术的逐步完善，已累计产量超过7，000台，其中90%以上在运营的铁路机车都是由我国自主开发的，包括生产设备。目前，我国的铁路机车牵引技术正在积极开发和使用交直流技术，除了大规模生产和使用和谐号机车外，还独立开发了北车中心控制系统和电力集中牵引系统。将来，永磁同步电动机牵引系统还会得到进一步升级，成为我国高铁市场的主要战略武器。我国通过自主研发，逐步开发了具有完全独立的配套产权的斩波调压技术。技术原理是通过脉冲方法直接应用到牵引电机的触网电压上来更改传统脉冲，主要是使用非接触式开关。以便连续电动机电压可以在触网电压的0到100之间变化。这项技术的研究和发展进一步推动了我国铁路机车牵引和电力电子技术的发展。
5 铁路机车牵引技术的发展
机械设备的发展，带动了铁路机车设备的发展。在铁路机车设备的最初时期，很多机车设备的主要动力来源于蒸汽，而蒸汽式机车也是铁路系统的第一代机车，标志着人类社会的道路运输正式进入到了全新的发展时期。蒸汽类型的机车因其动力较弱，操作繁琐等问题，难以满足交通运输发展的需要，同时由于其主要以煤炭作为主要燃料，不仅消耗大量的能源，而且还排放大量的二氧化硫，对周围的环境造成了严重的污染。于是，在科学技术的发展推动下，电力类型的机车设备越来越多的应用到铁路运输当中，提高了机车设备操作效率的同时，也使得机车设备的牵引动力更为强大。近年来，晶闸管整流器类型的机车设备越来越多，推动了铁路机车电子化的发展。该类型的机车设备不仅具有电力类型机车设备的良好性能，而且还能够高效率的控制电能，实现了机车设备的高效率运行。例如当前我国自主研发的韶山系列电力机车等，就是在牵引动力方面引入了电力电子技术。此外，我国还自主开发了斩薄调压技术，实现了不使用开关的情况下，通过脉冲技术的应用，将触网电压直接牵引到发动机上，为铁路机车的电动机，在一定范圍内提供了持续不断的稳定电压。
6 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。
参考文献
[1]张扬扬.电力电子技术与铁路机车牵引动力的发展[J].职业技术，2018（03）：58.
[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.
中车永济电机有限公司 山西 运城 044500