有轨电力机车和动车的驱动原理分析

由于电力电子技术的发展而引起迅猛发展的领域还有有轨电力机车·动车的驱动。直至20世纪80年代末，直流电动机还是主流，而现在新制造的有轨电力机车·动车全部是交流驱动的，基本上都使用的是感应电动机。使用交流电动机的优点如下：

（1）无需维护。直流电动机需要定期维护。在使用交流电动机的初期，此优点比较明显，现在已经成为理所当然的事情。

（2）节约能源。逆变器驱动可以轻易地实现四象限运行，制动时的能量回馈已成为有效节约能源的手段。特别是对城市内用近距离动车效果更好。回馈制动同时也具有减少机械制动的磨损和发热的效果。(www.zuozong.com)

（3）提高输出能力。直流电动机必须采用机械接触的整流，为了顺利进行整流，必须限制换向器的换向速度，因此直流电动机的旋转速度受到限制。对交流电动机而言，在原理上没有速度的限制，可以实现高速化、小型化。从有限的动车车辆地板下空间利用的视角来看，交流电动机可以实现高效能、大功率高速运转。

（4）实现空转再粘着控制。交流化带来巨大的技术革新体现在轮轨之间，即空转再粘着控制。驱动轨道车辆的行进基本是基于轨道与车轮之间的摩擦力。由此，想用电动机以与最大摩擦力相等的推动力来推动车辆时，车轮在轨道上会发生空转（打滑），因而不能全力推动。以前曾有轨道车辆的时速不能超过300km的想法就是由此而来的。现在，在控制感应电动机时实时检测各电动机的转速，如果有一个车轮发生空转而转速急升，就立刻将驱动该车轮电动机的转矩命令降低，使该车轮与轨道可以再次粘着而发生推进力，这就是空转再粘着控制。这样一来列车上所有的电动机都可以以接近最大摩擦力的转矩来驱动列车，实现了列车的高速运行。对一般的情况来说，如果能以较少的电动机驱动同等数量的车辆，则可以降低成本。