时间：2023-09-28 09:08:00
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关键词 风力发电；传动链故障； 诊断技术
【分类号】：TM315
1.风力发电传动链介绍
所谓风力发电，就是指通过某种手段将风能转化为电能。作为一种清洁的可再生能源，风能收到越来越多的关注与重视。我国风能资源丰富，可开发利用的风能储量达到10亿kW：陆地上的风能储量为2.53亿kW左右，海上可开发和利用的风能储量为7.5亿kW。风力发电是把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电，其根本原理是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。
就我国来说，风力发电已经占到我国用电总量的很大一部分。但是，由于各种主客观因素的影响，风力发电的过程中会出现一些故障，影响发电过程以及电能的应用效率。为了更好地做好故障诊断工作，国内相关工作人员都进行了大量的研究，还开发出大型的传动链故障诊断系统。传动链是由内链接和外链接两部分组成的，还包括五个小部件：内链板、外链板、销轴、套筒以及滚柱。传动链在风力发电的过程中常见的。风机发电组通过风轮叶片将风的动能转变为机械能，并带动发电机旋转发出电能。风电机组按照叶片可以分为双叶式、三叶式和多叶式；而按照传动链的连接方式可以分为变速箱式和直驱式等。下面，笔者将对风力发电传动链故障诊断技术进行相应的分析。
2.传动链故障诊断的基本原理
传动链故障诊断的方法有很多种。一般来说，按照诊断环境来说，可以分为离线和在线；按照检测手段来分，可以分为振动、噪声、温度、压力以及声发射等；按照诊断方法来说，可以分为频域、时域、统计、信息理论、模式识别或者人工智能等。大部分故障诊断系统是以振动分析为主要的诊断手段，振动分析法也是目前传动机故障分析的最主要技术之一。
在检测过程中，工作人员要对机器主要部分的振动量，包括位移、速度以及加速度等方面进行测定，并与标准值进行相应的比较，以此得出传动链的具体运转状态。该种故障诊断的优点是故障诊断的十分精确，可以进行故障的定位工作；但是，诊断的过程中需要加装传感器和信号采集设备，诊断过程中的投资额度较大。传动链故障诊断过程中应用最广泛的方法使频域分析法。该种方法就是通过快速富立叶变化将原来的时域波形转变为频谱，这些频谱与故障之间有着高度地对应关系。
3.风力发电传动链故障诊断的具体流程
风力发电传动链故障的诊断是一个系统性工程，需要多方面的共同努力与配合。下面，笔者将对风力发电传动链故障诊断的具体流程进行阐述。
风机的传动链系统通常是由叶片、主轴、增速齿轮箱、连轴器、发电机等多个部件组成的，工作人员也可以根据实际情况进行调整。传动链是动态作用的，因此，我们必须关注其动态特征。风力发电机组传动链系统的故障主要可以分为三个方面，包括传动链震动、噪声以及共振问题等。而风力发电机传动链故障分析可以分为两种手段进行 数值仿真与现场检测，从而诊断出故障的具体激励，明确故障发生的原因与维护的建议。
4.风力发电传动链故障诊断技术分析
风力发电传动链的故障诊断是一项较为复杂的工作。下面，笔者将会结合具体的案例，根据仿真数据做好现场测算工作。
4.1数值仿真
对于数值仿真方面，我们主要从风机设计的角度入手，在仿真过程中要注意借鉴多体动力学仿真如见，对传动链的固有特性以及其动态响应进行分析，从而甄别出传动链的共振源，诊断出传动链中各个部件的震动问题及噪声的大小等。
而数值仿真工作有包括以下步骤：第一，工作人员要建立柔性的多体系统动力学模型。我们知道数值仿真的根本原理是建立在多体动力学基础之上的，风机传动链则是由多个刚体和柔性体共同组成的系统，也就被称为柔体多体系统。在数值仿真的过程中，相关人员要将复杂的风机传动系统模型简化成等效的动力学模型，这就需要相关工作人员具备传动链系统的动力学拓扑图，并能够输入传动链 各个部件的刚度、质量、惯性矩等等参数，之后再通过力元将各个部件连接起来，最终完成系统模型。
第二，要做好频域分析工作。所谓频域分析，就是指在系统动力学精确建模的基础之上，相关人员要进行模态计算，并从中得出风机传动链系统的固有频率值及振型等。但是，由于风力发电机祭祖的转速较快，激励频率带也相对较宽，传动链容易发生共振现象，也会对系统的正常运行造成一定的影响。因此，在对风机传动链系统进行频域分析时，工作人员又要通过一定的步骤对潜在的共振点进行分析：首先，要对切入、切出以及耳钉状态下传动链系统的模态进行分别计算。其次，要根据风机传动链系统在不同模态频率下的振型和模态能量的分布特征绘制能量分布图，从而筛选出那些扭转振型，和扭转方向能量的固有频率。再次，要根据筛选出的固有频率和传动链熊的激励频率机制绘制出工作转速之内的坎贝尔图，坎贝尔图中的焦点位置也就是风机传动链熊中的潜在共振点。频域分析的根本目的是通过对照风机传动链系统的模态能量分布和坎贝尔图，对共振点进行初步的甄别，从而采取措施进行防震工作。
第三，做好时域分析工作，对传动链系统进行动态响应计算，从而得出系统的震动加速度与速度，进一步甄别共振点，处理系统噪声和震动问题。要辨别出传动链系统的内、外部激励，从而使得风机在驱动力的作用下横过整个区间。要分析扭矩扫频响应，绘制三维坎贝尔图。还对共振点进行定性分析，看是否会出现震动加剧情况 最后，对仿真结果进行分析，判断系统是否存在振动过大现象。
4.2现场测算
进行现场检测的根本目的就是为了评价目标风机的健康状况。下面，笔者将从三个方面对现场测算工作进行分析。
4.2.1确定测试位置
工作人员要通过数值分析的结果来确定风机传动链系统中振动较大的元件，并在齿轮箱位置做好测试点的布置工作，当然也要兼顾其他的部件，主要以齿轮箱的扭力臂、主轴承座为主要的测试点 . 在测试过程中，要根据测试点的选取情况，分析计算结果，设置合理的宽带。
4.2.2执行测试
测试前要对传动链进行振动的基准测试，由于风载的强随性，风机的运行情况相对复杂。因此，在执行测试之前，工作人员要做好系统检测工作。
4.2.3数值分析
要利用振动测试仪器作为传动链加速度的传感器，对风机一段时间内稳定的工况进行数据的采集与分析，并做好傅里叶的变换等工作，从而得出噪声、振动等的水平参数。之后，要结合数值仿真的结果和各个元件的固有频率值，定位问题元件，并对出现问题的原因作出合理的介绍，为后续的维修工作提供建议。
5.总结
总之，风力发电机传动链故障分析的难度较大、复杂程度较高。这需要相关工作人员了解风机作用的根本原理，熟悉各个部件的性能，以便能胜任检测与调试工作。同时，相关单位必须注意引进先进的技术设备，做好设备的采购工作，保证设备的良性、合理运转，提高工作效率，避免各种故障的发生。
参考文献
[1]安学利，蒋东翔，陈杰，刘超. 基于ITD和LS-SVM的风力发电机组轴承故障诊断[J]. 电力自动化设备. 2011（09）
[2]和晓慧，刘振祥. 风力发电机组状态监测和故障诊断系统[J]. 风机技术. 2011（06）
[3] 陈雪峰，李继猛，程航，李兵，何正嘉. 风力发电机状态监测和故障诊断技术的研究与进展[J]. 机械工程学报. 2011（09）
[关键词]煤矿提升机；电力传动；交流全数字控制系统
中图分类号：TD63+3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）11-0329-01
1 前言
煤矿生产安全受全国之关注，煤矿事故频发，中央桩关领导特别重视，相关部委下发文件，推广《数字化瓦斯监控系统》。煤矿安全不仅仅是瓦斯，只不过于瓦斯事故比较起来，其他设备事故显得较小，但也不容忽视。矿井提升机电力拖动交流电控系统主要技术特点是对称硅过电压吸收器和适用于频繁起动的专用真空接触器。
近几年煤矿事故不断发生，提升机电控失控造成全速过卷事故也时有发生，给煤矿安全生产造成巨大损失。为此国家列出专项，重点创新项目煤矿提升机电力传动交流全数字控制系统。
2 国内现状
我国煤矿提升机电力传动控制系统，在20世纪80年代中期之前全部采用传统的仿苏式装备，技术水平低，性能落后，“七五”到“九五”期间，一些科研单位对提升机交流传动系统中的组成单元进行研制创新，先后开发了TGZH3-250/6型高压真空换向柜，TDZK-600/1140型电动机转子调速柜，1989年中南煤炭机电研究所展开采用可控硅开关原理应用于调速电路中，采用PLC作主控设备的研制，1993年在我国煤炭生产中得到了应用，对煤矿安全生产起到了良好的作用。
在七五期间，国家明令淘汰五十年代初期生产的CG5―150/6型空气换向器，至今已30年之久，我国有些煤矿还在使用。造成之一原因是替代产品高压真空换向器在频繁的工作中产生有过电压直接危害矿井提升机电动机的安全。
近几年真空接触器的触头材质配方有所改变。很多厂家认为截流参数变小，采用真空接触器配合电容和电阻或压敏电阻就能保证提升机的安全，所以有很多生产高压真空换向柜的厂家，这些产品采用市售真空接触器和压敏电阻等是造成烧坏电机的主要原因。矿井提升以较高的速度往复运行的，在一定的距离内，完成上升与下降的任务。必须具备良好的机械性能，在此基础上，为确保提升机能够达到高效、安全，可靠地连续工作，还应该具有良好的电气控制设备和完善的保护装置闭。考虑上述分析的关于矿井提升机的工作特点的基础上，安全可靠、运行高效目定位准确的能力对于矿井提升机的电力拖动系统具有很大的帮助，这样才能有效地满足矿井提升工艺过程的需要。目前正在应用的矿山电力拖动系统方案有交流电动机转子串电阻调速、晶闸管供电的直流电动机调速、晶闸管交一交变频同步电动机矢量控制方案、交流电动机双PWM交一直一交直接转矩控制系统等。
3 系统技术特点
交流全数字控制系统是在以往多项科研成果、科技攻关、国家专利的基础上，进行技术综合和创新提高，推出一种集高压真空转换柜、电动机转子真空柜或可控硅调速柜，主控、制作等操作功能的全数字话及自动监测、多种安全保护齐全的控制系统。拥有独立的自主知识产权。
（1）主执行机构： 型高压真空转换柜，采用专利技术，河南省重点技术创新项目往复式真空接触器，可根据电压等级的不同应用于6KV、10KV、3.6KV等不同场合，操作过电压的概率为0.02%，彻底解决了由于频繁的操作引起的过电压损坏电机和事故的发生。
（2）调速机构：TGZK-600/1140型转子真空柜、TSCR-3500/3500型转子可控硅柜，该产品在实际工作中性能稳定可靠，真空接触器分合闸速度快、特性好，系统控制电压选配合适，故障率很小。可控硅交换开关的应用也是一项成熟技术，关键是选配可控的配对误差，为实现斩波调速控制转子电阻打下基础。
（3）电源供给机构：TGZK-600/10型高压真空开关柜，配装GN28-630/10型真空断路器和CD11型操作机构组成，具备电压、电流环节保护，实现高压停电闭锁，检修断电安全保护。
（4）主控机构：过去的继电器逻辑电路由软件实现，运行参数可用程序设定，系统可实现手动和自动控制。具有多项运行图形显示和齐全的保护功能。系统采用了高性能的PLC模块化结构，主要包括主控系统、检测监控系统、上位机监视系统。
4 选择高压真空换向柜的条件
（1）我国煤矿生产90%为交流电机拖动矿井，提井机工作，在电控系统中，效能的执行者是换向控制柜，它直接控制提升机的上升和下降，是煤矿企业生产设备中的重中之重。本文结合煤矿安全生产，和目前多家煤矿使用相关产品存在的问题提出建议，供今后选用产品时比较。
（2）高压真空换向柜依据提升及所需电控情况而定。有配动力制动和低频制动之分，内设有专用的换向真空接触器和电气与机械闭锁装置。
（3）过电压吸收装置很关键，前文简单的描述了过电压的机理于相关条件，证明了开关截流不是控制操作过电压的有衬条件。
（4）阻容过电压吸收式不能全过程对真空换向时的操作过电压起到保护作用，因为它与开关和电机串联后梅成一个整体，满阵耦合相互作用，有时很容易形成电流等值。
（5）每种型号的真空换向柜应有相对应的国家测试机构过电压的测试报告，科学技术鉴定证书等。
5 系统控制理论
提升机控制系统的稳定和控制特性的好坏，与电机的特性、干扰信号的形式和幅值，控制方案以及控制规律有关。所以在控制方案设计合理、设备安装正确的前提下，这个控制系统的质量就取决于控制器的选型和PID参数的整定。
（1）具有比例作用的控制器，具有3种控制的优点：比例作用的特点是控制器的输出和偏差大小成比例；控制作用及时，积分作用特点是能够消除余差；微分作用特点是控制器的输出与偏差的变化速度成正比，有超前作用，能有效地克服控制对象的容量滞后，三作用控制器的功能较为完善，在提升机全数字系统中将发挥他的优良作用。
（2）提升速度V=KP/T，每个脉冲代表的距离为K，时间间隔为T，提升距离H=KN，计数脉冲为N，脉冲差值P。在相等的时间内读取脉冲数值，除以间隔时间，从而得出速度。
6 抗干扰措施
该系统本身以适应恶劣的工业应用环境，有较高的抗干扰能力，内部有信号调节和滤波，有良好的抗电子噪声干扰能力，CPU单元及每个I/O单元中，已具有电源多重滤波。系统电路中加装稳压电源提高系统的供电质量外，又加装了电源隔离装置，频率信号用屏蔽线输送，抗干扰端子和主机大地端子接地，软件系统采用数字滤波，输入、输出电源采用抗干扰能力强的开关电源等措施。
7 结语
煤矿的安全生产，矿井提升机运输为重中之重。由于我国矿井提升机电控生产厂家之多，真空换向柜被国家列为CG5空气换向器的替代产品。产品型号繁杂，多数产品属无证产品，更不可能有国家相关的测试证书、鉴定证书，给很多使用单位造成电机损坏，影响矿井的提升和安全。煤矿提升机电力传动交流全数字控制系统是以多项科研成果的基础上进行技术综合和创新推出的一种全数字及自动监测、图形显示、多种保护齐全的控制系统。其中 TGZH3 - 250/6 系列；TGZK - 600/1140 系列；TDPC - G 型可编程控制柜已广泛应用于国内各大煤矿。
参考文献：
[1] 葛立臣.煤矿提升机的电力拖动与控制系统[J].科技与企业，2011，（16）.
关键词：风能；风力发电机组；传动技术； 优化系统
风能，作为一种可再生的绿色清洁能源，引起了越来越多的人的关注。而对于我们风能大国，更是应该，高效科学的去发展风力发电机组机械传动技术，为我国，为我人民创造更多的财富。将风能转化为电能是风力发电机组的主要作用，并且风能与电能转化过程中的布局和传动方式都影响着发电机的发电效能。而风力发电机组机械传动技术，是风力发电机组技术中的一种，我们要不断去优化内部系统，加强传动技术的作用。这种技术也为我们解决了很多难题。因此，我将在我下面的文章中具体去阐述和分析一下该技术。
1.风力发电机组机械传动技术的构造与原理
在讲风力发电机组机械传动技术的构造与原理时，我主要通过三方面来说，即风力发电电源的构成与发展，传动技术，偏航和变桨距传动技术。下面就具体来阐述一下。“风力发电机组、支撑塔架、并网控制器、蓄电池组、逆变器、卸荷器、蓄电池充电控制器、”等是组成风力发电电源的基本的部件构成；而风轮和发动机则是风力发电机组的重要构成，其中发电机组当中的风轮则包含车毂、叶片等组成构件；并且叶片能够通过风力进行旋转发电、推动发电机机头转动。鉴于要开发使用低能环保的绿色能源，所以这一技术，在当今不断的得到改进与发展。我们国家很早以前就会使用传动技术，如齿轮传动、绳带传动和链传动。传动技术，能够通过改变力的方向和速度，并使得传动装置部件的选用和设计要配比风力发电机组的要求。“简单的构造，平稳的传输、以及噪音的最小化，是带传动的显著特点。这些传动带自身携带的功能能起到缓冲吸振的作用，就算是超载，也只会在带轮上打滑，不会对其他零件磨损，产生很好的保护作用。常用的带传动有两种形式，即平带传动和V带传动。我将引用宣安光，在对风力发电机组机械传动技术的探讨中的对偏航和变桨距传动技术的分析来诠释，即“为了获取足够的风能，偏航机构必须始终要处于迎风位置，这样才能及时追踪风向的变化。当风力机开始偏转时，偏航加速度将产生冲击力距。偏航转速和其加速度成正比，成倍增加了冲击力。”
2.机组动力传动的关键技术问题
由于发电机组自身，对环境要求和使用工况条件比较特殊，因此它对传动装置有着严格的要求；外加上，有很多外在的不确定的因素，也会使风力机组变得异常的不稳定，常见的问题主要有风轮变化多端，异常载荷，导致电网不够稳定；机舱刚性不足，则会引起强烈振动。此时传动技术则起着至关重要的作用。风力发电机组的传动链的运作原理是，通过风带动叶轮转动，叶轮与齿轮箱通过主轴刚性连接，经过齿轮箱的增速从而带动发电机转动，当达到一定的转速时，风力发电机组并网发电。齿轮箱内部的输入轴轴承除承受转矩以外，还需要承受弯矩及径向力和轴向力，需要加强齿轮箱的箱体和行星架两端的轴承；齿轮箱弹性支撑的作用是吸收冲击转矩，风轮传过来的倾覆力矩和径向力和轴向力由两个轴承吸收，前轴承起支撑作用，后轴承会将载荷转化成转矩， 由于上述， 所以只有转矩进入齿轮箱， 在一定程度上保护了齿轮箱。而齿轮箱的外形的设置，根据传动链的要求，对于变浆距风机，输出周和输入轴的距离是有要求的，齿轮箱的结构一般为1p+2h，2P+1h，2p/1p的。随着科技的不断进步与发展，现在风力发电机组的传动效率越来越高，发电机由风力机经过传动装置进行驱动运转，所以这种方式无疑要恒定风力机的转速，这种方式会影响到风能的转换效率；另一种方式就是发电机转速随风速变化，通过其它的手段保证输出电能的频率恒定，即变速恒频运行。风力机的风能利用系数跟叶尖速比（叶轮尖的线速与风速的比值）有关，存在某一确定的叶尖速比，使Cp达到最大值。
3.导致直驱永磁型和双馈异步风力发电机组传动效率上的差异原因
直驱永磁型风力发电机组在稳定性，功率因数也不易调节，传动效率的成熟上，实际应用中都不如双馈异步风力发电机组，但在低风速区域，直驱永磁型风力发电设备具有优势，能够相对高效的传动。两者的驱动链结构不同，双馈异步风力发电机组有齿轮箱，维护成本高，直驱永磁型则无齿轮箱或低传动比；电机种类的不同，双馈异步属于电励磁，直驱永磁型是永磁，需要考虑永磁体退磁问题；变流单元的不同，双馈异步，IGBT，单管额定电流小，技术难度大；直驱永磁型IGBT，单管额定电流大，技术难度小等问题都会导致两者在传动效率的不一样。
4.小结
本人结合多年实践工作经验，就风力发电机组机械传动技术展开了探讨，系统地诠释了风力发电机组机械传动技术的构造与原理，并且分析了机组动力传动的关键技术问题；和导致直驱永磁型和双馈异步风力发电机组传动效率上的差异原因。但是由于自身知识和见识的局限，可能不能说的那么全面，只是希望大家能通过我的文章能够多多关注风力发电机组机械传动技术的发展。
参考文献：
[1] 宣安光； 对风力发电机组机械传动技术的探讨[J]；期刊； 2010年03期
[2] 赵朦朦； 风力发电机组传动系统结构配置与布局优化[J]；期刊；2012年03期
[3] 张梅有； 风力发电机组传动系统常见故障分析[J]；期刊；2012年03期
活动背景
2008年奥运会马上就要在北京召开了，近年来北京市各种电力破坏事件频繁发生，尤其是随着北京市绿化面积的逐渐加大，同时也使得树线矛盾日益加剧。为此，北京电力输电公司为了确保奥运会期间电网安全，将在3月12号植树节期间，面向全北京市开展一次“保卫电网安全，共建绿色奥运”的大型保护电力宣传活动。
一.活动面向对象
经过我们对各种电力破坏案例的了解，本次活动主要针对以下四类群体：
1.北京市各大园林局。
2.北京市各大苗圃市场。
3.北京市租赁公司
4.北京市社会各界人士
二．宣传形式
活动主要的宣传形式是通过和各大媒体合作，采用电视、电台、网络、报纸的方式对本次活动进行跟踪报道。从而使本次活动更加深入民心，真正达到我们活动的宣传效果。宣传媒体包括：
1.电视台。
如：北京电视台的第七日栏目、直播北京栏目、北京新闻栏目等。
2.电台。
如：中央人民广播电台、北京交通广播、北京新闻广播等。
3.网络媒体。
如：新浪网站新闻频道、搜狐网站新闻频道、网易网站新闻频道等知名网站。
4.北京各大报纸。
如：京华时报、北京晚报、信报、法制日报等。
在借助宣传媒体的基础上，不同的活动对象我们会采取与之相适应的宣传形式。具体宣传形式如下：
①北京市各大园林局。
由于活动开展日期正好赶上植树节，借此机会可以在具有代变性的北京市园林局举办一次大型的树苗捐赠仪式，并在仪式上制作活动展示牌，。在捐赠树苗的同时，我们一方面支持了绿色奥运的活动主题，另外还可以对植树人员发放活动宣传手册，进行现场讲解，为他们说明种植的树木时要与电力设施保持一定的安全距离，促使他们能够在保障电力设施安全的同时更好的进行植树！
（备注：具体园林单位由北京电力输电公司选定。
捐赠树苗的数量由北京电力输电公司来定。）
②北京市各大苗圃市场。
在北京市范围内选出几家有代表性的苗圃市场，与他们进行沟通，使他们认识到他们在本次活动中的重要性。并向他们说明我们这次活动对社会的影响力以及强大的合作媒体，通过参与我们活动一方面能够使他们能够在活动中提高保护电力安全的意识，同时还能通过广大媒体的报道使他们的产品更加被广大人民群众认可，最终达到本次活动的最佳效果！
③北京市租赁公司
主要分为租赁公司和各大租赁市场两个部分。
⑴针对全市租赁公司进行宣传，一方面对他们发放活动宣传册，另一方面通过本次活动介绍机械安全施工网站（），在网上开通本次活动的专题栏目，在宣传册中详细介绍网站的内容，以及网站的主要功能，以及能给租赁公司带来的各种服务，为以后我们开展各项工作打下坚实的基础。
⑵针对各个租赁市场我们主要采取流动宣传车的形式进行宣传，向各大机械车辆散户发放宣传册，并向他们介绍机械安全施工网，让他们时刻关注我们网站动态，提高广大机械手的保护电力安全意识！
④北京市社会各界人士
针对社会大众我们可以采取定点宣传的形式，在全市人口密集区选取几个网点，设置我们的宣传网点，在各个网点为广大群众提供宣传手册，并摆放活动的展示牌，展示以往发生的电力破坏案件案例，提醒广大群众在遇到破坏电力设施的情况，应该及时与有关电力部门取得联系，在整个社会贯彻“人人保护电力设施，共创绿色奥运”的思想，人人为奥运增光添彩，构建和谐社会，保卫北京电网安全，共创绿色奥运！
三．活动效果
本次活动主要是以“保卫电网安全，共建绿色奥运”为口号，积极营造绿色奥运的社会和谐氛围，提高全体北京市民的保电意识，为保护电力安全，保障奥运会顺利进行做出贡献。通过开展各项宣传活动，力争达到以下效果：
1.使北京市人民群众树立了良好的植树意识。
2.明确了绿色奥运的环保理念。
3.同时也培养了他们正确植树，保护电力设施的正确意识，确保奥运会的顺利召开！
四．活动成本。
1.园林局：捐赠树苗数量每棵计元；共计元。
2.苗圃市场：媒体合作费用计元。
3.租赁公司：宣传册制作费、机械安全施工网站管理费用计元。
【关键词】SCM；生产计划与控制系统；模型
Research electricity production plan is automatically communicated SCM Control System
Song Yu-long
（Kun Hebei Branch of Power Engineering Co.， Ltd Handan Hebei 056003）
【Abstract】SCM application of electricity production system is very extensive， we are now carrying out work to promote production planning and control system， how the system and SCM docking， it would have to be addressed. Through analysis and discussion of the SCM model， a clear implementation of the principles of production planning in SCM， and thus the success of solving the technical problem production plan communicated to the SCM control terminal.
【Key words】SCM；Production planning and control system；Model
1. 引言
SCM系统是指将CPU和RAM以及其他必要的原件烧制在一块芯片中的信息化系统。SCM是上世纪80年代以来一直被广泛应用于机械自动化控制领域中的核心技术之一。SCM可以与任何电控系统结合，对电力、压气、液压、信号等多种系统进行全面的控制。目前，电力生产系统中，从信号的监测到设备的远控，SCM系统都得到了非常广泛的应用。
2. 控制系统简介
（1）目前的电力系统中，所有的SCM系统基本实现了联网、互锁以及远控，最近几年，我们又在致力研究ERP系统与SCM的监控系统之间的对接，也就是如何让ERP系统之中的生产计划，直接被SCM系统执行，这是管理自动化的一个典型要求。我们在星战等科幻片中，总能看到一个科幻色彩很浓厚的中控室，在那个中控室中，一台电脑能控制所有的相关系统，兼顾通讯、监测、远控、计划、决策等多种功能。
图1 SCM的基本结构
（2）而现在，我们已经在电力生产单位的总调度台上，基本实现这样一个全功能的调度主机。这个主机可以看到整个电力系统中的全部数据，控制电力系统中几乎每一个阀门和开关。在ERP中的生产计划系统与SCM对接后，这台电脑就可以根据我们的生产计划对系统进行全自动的控制。或者说，第一代的中远控技术，让我们可以使用一台电脑对整个系统实施监测和控制，而在这一代的中远控技术中，我们可以通过电脑缜密和快速的分析功能，对决策层下达的操作目标进行分解，进而让SCM 分别执行。
3. SCM 简介
（1）SCM的基本工作原理是由POWER模块提供一个电源和一个接地，由CLOCK模块提供一个时钟脉冲，然后由ROM提供一个只读的操作软件，系统的运行数据被存储在FLASH模块中，而我们可以通过KEY-B模块对SCM的操作进行一些中断干预，SCM的运行状态信息显示在LED-B或者LCD上。SCM的主要工作有两点，一点是向SCM控制的设备发送操作指令，一点是从SCM连接的探头中读取数据，这两点功能是由D-FORMAT模块来实现的。而我们如果要对SCM实行远控，就要将网线或者无线网络连接到SCM，那么I-CARD模块，就可以帮我们实现这个功能（SCM的基本结构见图1）。
（2）除SEEDSCM等少数SCM产品安装了通用操作系统之外，绝大多数SCM产品是裸机状态，我们可以直接编写相应的机器语言让SCM执行，而不用考虑操作系统的兼容性以及操作系统的封装功能。而安装了SCM操作系统的SCM产品，多半是总线较宽的SCM产品，SEED的一款SCM产品数据总线达到64位，CPU核心达到4个，运行内存达到了2GB，可以说超过了市面上较多平板电脑的功能。在这复杂的一款SCM产品中，我们如果对每个硬件进行逐一操作，显然会大幅度增加编程工作量。于是，我们可以利用操作系统的驱动功能，像编写PC程序一样，直接对该SCM产品进行高级编程。
图2 SCM系统的联合作业
4. SCM之间的联合作业
（1）因为我们使用SCM，最注重的是SCM作业的稳定性。因为SCM的软件是烧写在ROM中的，所以不会被病毒程序入侵和破坏，所以SCM系统对机械的控制，是最为稳定的。但是，也正式因为SCM系统的小巧和最小权责问题，导致SCM系统较为简单，目前世面上的SCM产品以8位SCM和16位SCM居多。所以，为了让SCM承担更加复杂的任务，我们往往将一个具体的任务划分成若干个不同的小块，然后让多个SCM相互独立的去分担这些模块的任务（SCM系统的联合作业见图2）。
（2）比如，我们一般用四个SCM模块来完成对一个开关的控制，监测模块来监测开关的运行状态，合闸模块来对开关进行倒闸操作，存储模块用来存储相应的数据并且负责控制开关面板对这些数据进行显示，网络模块用来控制开关的对外数据接口的数据传输。如果使用8051来实现这一功能，那么这四个模块必须将其中一个8位读写总线设计划分成4位地址总线和4位控制总线，一个8位读写总线设计成数据总线，然后就可以实现这四个SCM 的交流。
（3）监测模块负责将数据整理器收集的传感器信息发送给存储/ 显示模块，合闸模块负责根据存储/ 显示模块发来的指令进行倒闸操作，网络模块负责收发外网数据，根据外网的需求向外网必要的开关状态信息，而存储显示系统负责对全部的信息进行汇总统计，并向总线控制指令和必要的反馈信息。这一个采用了4SCM系统的机器，还存在一个功能，就是相互唤醒和重置的功能，如果其中一台SCM运行不健康，那么其他的SCM可以对其实行RESET，以获得其比较健康的运行状态。
5. 生产计划控制SCM 的要点
（1）因为生产计划的统观性，而目前的SCM系统只会识别启动、停止、闭锁等简单的信号，这也就导致生产计划必须经过分解才可以被SCM系统识别和执行。我们也就需要一个设备，来分解这一指令。举例来说，如果我们下达一个冷却水回水温度不能高于55摄氏度的生产计划，那么，系统就会将这一计划进行分解，继而将散热塔风扇的控制系统、散热塔淋水阀片的控制系统、冷却水打水泵和回水泵的控制系统参数都加以修改，如果回水温度高于指定值，我们的系统会根据我们设置的优先状态，对冷却系统进行调整。对于优先状态的解读上，我们的ERP系统也可以下达最高启用的散热塔数量，散热塔淋水水量控制指标等要求，如果要求的数据在理论上可以执行，系统会自动分析执行方案，由总调度进行授权确认后，系统就可以执行，如果系统无法得出可执行方案，那就会拒绝这一指标要求的修改。目前因为SCM控制系统不完全是由SCM来完成的，在DB系统，IIS系统等计算量较大的系统的实现上，我们都是采用的机架式的工控机或者服务器来实现，而ERP系统向SCM系统下达任务计划的时候，以及SCM系统在分解任务计划的时候，都是在这些工控机和服务器中完成的，这基本上并不影响SCM系统的原有硬件架构。
（2）在SCM的软件实现中，特别是在存储模块的软件实现中，我们必须增加一组功能，也就是时钟同步、任务计划及触发。因为以往的SCM的触发方式多数为中断式触发，也就是在检测端出现异常数据的时候，或者的合闸端的KEY-B输入指令的时候，或者是在网络端接收到动作指令的时候，系统才会出现断路或者其他倒闸操作。现在，我们如果要根据既定的任务模式来进行操作，就必须做到在时间到达某一个点时，触发这个操作。这个时间顺序控制的功能，我们可以设计一个新的硬件模块来实现，也可以在服务器端直接分解，也可以让存储模块直接实现。因为添加新的硬件可能会造成原有模块的报废，服务器端的分解方式，因为牵扯到PC系统的不稳定性，所以也不建议采用，这里重点讨论的是在存储模块添加功能的方式来实现这一功能。因为如果是在存储模块直接实现这一功能，我们只需要更换其中一片ROM 就可以实现了。
（3）时钟同步是在系统原有的时钟模块上，根据网络模块接收的周期性时钟确认信息，对系统的时钟信息进行确认。也就是说，我们需要通过这一功能让所有的系统时钟处于同一个值，这样我们才可以实现任务的分解。任务计划是在FLASH中开辟一块区域，存储一段时间以内的时序指令，当系统时钟到达这一时序点时，这个指令会被自动触发。当时钟同步和计划任务触发程序被重新烧写入这一系统时，这一系统就完全可以执行从SCM的中央控制端发来的指令了。
6. 结束语
SCM系统是工业控制的最基础系统，因为有了SCM的存在，工业自动化才可以成为现实。在电力生产的领域，我们通过对SCM的不断延伸开发，使得电力生产自动化的推进工作得以有条不紊的进行。也将SCM的潜力做尽可能深入的发掘。
参考文献
[1] 徐超. 单片机在平台控制系统中的应用[D]. 哈尔滨工程大学硕士，2011-05-30.
关键词：自动交换光网络；电力通信；传输网
Abstract: this article in view of the current our country electric power transmission system in general and the analysis of existing problems, and puts forward adopts automatic exchange light Network (Automatically Switched Optical Network: ASON) technology to optimize the power transmission in existing Optical fiber and Synchronous Digital system (Synchronous Digital Hierarchy: SDH) Network based on the introduction of ASON control level, and carrying ASON business, based on the use of existing ASON gradually replace SDH.
Keywords: automatic exchange light network; Electric power communication; Transmission network
中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号
通信技术在不断发展，从载波到微波再到光纤，光纤通信也从准同步数字系列(plesiochronous digital hierarchy， PDH)到同步数字系列(synchronous digital hierarchy， SDH)，现在正逐步向自动交换光网络(automatic switched optical network， ASON)演进。电力通信网作为电力系统的1个专用通信网络，如何合理地引入ASON技术，实现电力通信传输技术的平稳演进是本文探讨的主要内容。
1.电力通信传输网络的技术难点
电力通信传输网络作为电力系统信息传送的平台，对保障电网安全运行起着至关重要的作用，同时作为电力系统的配套工程，其建设计划和进度必须与电力系统及其基础建设的规划配合，而不同于电信运营商可以将传输网络作为基础网络提前进行有效的网络规划，应实现网络的逐步升级和扩容。电力通信传输网络存在如下技术难点：
a)规划的不确定性。在电力网的建设中，由于新通信站点的接入，造成通信网络重新调整，浪费大量人力资源。
b)业务类型大部分为低阶，业务颗粒度为VC-12，业务分布分散。
c)对于业务级别最高的差动继电保护信道， 为了防止收发路由不一致而导致保护装置误动，不允许该类信道以自愈方式配置。当信道出现故障时，需手动临时配置迂回路由，复杂程度高，效率低，如果临时配置出现差错将严重威胁电网的安全。
d)通信光缆网状结构在一定程度上未被充分利用，光缆中断后靠维护人员现场调整路由，效率低。
2.我国电力通信传输网中存在的问题
经过多年建设，我国电力通信传输网已具备一定的规模，基本满足电力系统的通信需要。但随着近年来电网事业的快速发展，现有电力通信传输网在应对种类繁多的业务时已颇感吃力，存在着较多的问题。当前我国电力通信传输网中存在的问题主要有：
部分电力通信网络结构复杂，使得工作人员维护困难。由于光缆网络资源的限制，在部分变电站只能以单链接入；而有的传输网中同时使用不同设备厂商的设备，造成设备的故障难以鉴别，导致电力通信系统故障后难以尽快修复；另外，不同的设备也导致在同一网管上实现端到端的电路调度变得难以实现。
电力通信网中节点较多，系统安全性能有待提升。电力通信网中任何一段光缆的更换或维修都会影响系统的可靠性和稳定性。并且有些节点不在环网上，无法对业务进行自愈保护。若其中任何一个站点出现设备故障时，将会导致所有通信业务的丢失。
电力通信系统的接入层网络结构繁杂，难以满足业务发展的需求。我国部门电力通信系统的接入层传输网络结构复杂，并且有环带环、环带链的现象存在，导致现有电力通信网络的难以扩容。另外，部分环网的时隙占用率过高，有的通道利用率甚至超过70%，并且这些通道也大都难以扩容。这都使得电力通信系统难以实现可持续发展。
电力通信系统中部分设备技术落后，且老化严重，已经难以适应电力系统快速发展的需求。部分通信设备技术落后，不支持多业务传输系统，需要通过协议转换器才能满足以太网业务通道需求。且在长期使用过程中逐渐老化，不仅容易产生故障，增大维护负担。
3.ASON技术
3.1体系结构
ASON与传统网络不同，它引入了控制平面，在功能上形成了由传送平面、控制平面和管理平面构成的体系结构。ASON的基本构架如图1所示。控制平面是ASON的核心，它负责完成网络连接的动态建立和网络资源的动态分配。控制平面由分布于各个ASON节点设备中的控制单元构成，控制单元完成路由选择、信令转发和资源管理等功能，各控制单元间的连接共同形成统一的整体，实现连接的自动化。
图1ASON的基本构架
目前传送平面都是基于SDH技术的，能够提供大容量、无阻塞、交叉连接的硬件平台，突破现有光传输系统的交叉能力，其交换颗粒度在VC-4之上，端口速率和端口密度满足宽带网络业务的需要，实现快速连接。
管理平面实现对传送平面、控制平面以及系统的管理，确保所有平面之间的协同工作。管理平面提供的管理功能包括性能管理、故障管理、配置管理、计费管理和安全管理。在ASON体系结构中，控制平面和传送平面之间通过CCI相连，管理平面通过NMI-A和NMI-T分别与控制平面及传送平面相连，3个平面通过3个接口实现信息的交互。
3.2ASON的优势
ASON技术通过发挥光缆环状网络结构的优势，实现抗多点失效的功能，从而大大提高网络的安全性。
ASON技术可根据用户对不同层面、不同业务质量级别的要求，按需制定不同的保护恢复方式，并实现分级管理。根据业务的重要性，可以提供以下等级的业务：
a)钻石级。网络保护恢复方式为永久“1+1”，即在建立主用链路的同时建立1条备用链路，一旦主用链路故障，立即倒换到备用链路上，这时备用链路成为主用链路，同时在满足网络带宽要求的前提下，立即寻找到新的备用链路，对业务再提供“1+1”保护。永久“1+1”保护的倒换时间非常短，小于50ms。这种方式适用于纵联保护、安全稳定装置和会议电视等重要业务。
b)金级。网络保护恢复方式为“1+1”加恢复路由，即在建立主用链路的同时建立备用链路，主用链路故障时倒换到备用链路上。如果备用链路也发生故障，就靠路由技术进行恢复。这种保护方式的倒换时间很短，在50ms以内[4]，但恢复时间比较长，一般为秒级。这种方式适于脉冲编码调制(pulse-code modulation， PCM)等业务。
c)银级。网络保护恢复方式为恢复路由，在业务链路故障时，重新寻找新的链路恢复业务，恢复时间为秒级。恢复路由有先建后拆和先拆后建2种方式。先建后拆是指先建立1条正常链路，业务倒换成功后再拆除故障链路；先拆后建则是先拆除故障链路，再建立1条正常链路恢复业务。先拆后建方式最适合电流差动保护业务，它不需人工干预就可恢复业务；先拆后建方式适合差动继电保护、调度数据网、综合数据网等业务。
d)铜级。无保护，不保障网络的恢复。
e)铁级。为额外传送业务，可能被高优先级业务抢占。
在ASON中增加或删除1个节点时，网络通过信令技术能够将这个改变信息按照一定的规则传送到每个需要知道的节点上，从而实现拓扑自动发现，不需要人工干预，有利于网络的升级和扩容。由于整个控制平面的智能化，在提供新业务时，大部分可通过网络的智能节点和控制平面自动完成，大大缩短提供新业务的时间，同时减少运行维护量，降低运行维护成本。ASON技术可实现动态按需分配带宽，提高网络资源利用率，全面降低组网成本。
4.自动交换光网络技术在电力通信传输网中的应用研究
当前，我国部分发达地区的电力通信传输网中的绝大部分已采用光纤加同步数字体系(synchronous digital hierarchy：SDH)设备组网。而落后地区则由于经费不足等原因采用了粗波分技术。电网一般按照自上而下结构分层建设，分为骨干层(STM-6 4/1 6)、汇聚层(STM-4)和接入层(STM-1)。
为了更好地利用现有SDH设备，可在当前SDH网络的基础上引入ASON技术，在现有的SDH传送网络上承载ASON业务，这是既能发挥现有设备的使用价值，又可以将ASON技术得以应用的可行性方案。
在建设A S O N网络时应遵循由内而外、循序渐进的原则，即以骨干层为基础来建设ASON网络，然后逐渐建设汇聚层和接入层。在骨干层建设ASON既要保证安全性、可靠性，又要保证业务不中断。将骨干层建设为ASON网络后，电力通信网的鲁棒性将大大增强，而汇聚层和接入层的ASON网络建设可以视情况而定。在建成骨干层的ASON网络后，要保证其与原有SDH网络的互联互通。ASON可以在基于G.803规范的SDH传送网基础上建设，这样可以形成ASON与现有SDH传送网络的混合组网。
ASON与现有SDH网络的融合是一个渐进的过程，先在现有SDH网络建设单独的ASON，然后逐步形成整个的ASON网络。实现ASON网络与SDH网络的互联，可以在传统的SDH网络引入控制平面，具体可以使用以下2种方式。①在SDH网络的全部网元上分别连接一套PC机，SDH网络和PC机间遵循光网络网元管理协议。通过数据网络将全部PC机上运行的控制协议连接成一个整体的信令网，并使得该信令网可以和ASON的信令网实现互通。②通过数据网络实现ASON信令网络和传统光网络的网络管理系统建立连接，在传统光网络的网络管理系统的计算机上运行控制平面协议，通过ASON控制平面和传统光网络网络管理系统的互通，实现ASON网络和传统光网络的互联。
总结
ASON的出现代表了光网络技术发展的趋势，其相比于传统SDH网络有着无法比拟的优越性，能够很好地解决电力通信传输网的智能化问题，其最显著的优点――更高的安全性正是电力通信传输网孜孜以求的目标，因此，在现有的SDH网络中引入ASON技术能提高电力通信传输网的安全运行水平和智能化水平。
参考文献
[1]魏明海.电力通信安全生产的系统分析[J].陕西电力，2008
【关键词】工业电气自动化，现状，趋势
一、电能和电力输配
配电力技术是通向可持续发展的桥梁”，这个论断已经逐渐成为人们的共识。研究表明，为了实现可持续发展，应尽可能把一次能源转换为电能使用，提高电力在终端能源中的比例。电能是一个国家国计民生的主要能源。如今，人均消耗的电能已成为衡量一个国家实力的重要指标。而电气技术恰好涉足电能和电力输配问题。一个完整的电能生产与消费网络由发电、输电、配电及用电几部分组成。其中由发电厂、变电所和输电线路组成的电力网络称为电力系统。
电力系统十分复杂，对于电力系统来说，不但要求它每一时刻发出的总电量等于系统消耗的总电量，而且要求所有的中间传输环节都能畅通无阻。中间传输环节的任期任何阻滞，都会在发电与用电两端同时发生“过剩”与“不足”两种截然相反的不正常状态，严重时系统可能因此而崩溃，造成大面积恶性停电，使国民经济遭受重大损失。对电能和电力输配来说，除了设计好发电站，使其保证电力的充足供应发电质量（减少谐波、）提高功率因素等外，还要注意电能传输的调度和管理，从而保证电力系统可靠、安全地连续供电。将自动化技术应用于电能传输的调度和管理中构成了现代电力输配系统。
二、功率器件和电力电子技术
自从50年代硅晶闸管问世以来，功率半导体器件取得了长足的发展。新型的功率器件如：GTO、高功率晶体管和功率MOSDFET、IGBT等的出现大大提高了功率器件的开关频率和可关断性能。由于工艺技术的成熟和成本的降低，电力电子学的应用正在推广，例如，开关电源（SMPS），UPS电源、电化学作业、加热和照明、静态无功（VAR）补偿；有源滤波、高压直流系统、光电系统和变频电机拖动。
目前，GTO的最高研究水平为6英尺、6000V/6000A以及9000V/10000A。现在硅材料功率器件已发展相当成熟。为了进一步实现人们对理想功率器件特性的追求，越来越多的功率器件中，最有希望有是碳化硅（SiC）功率器件。但是，SiC材料和功率器件的机理、制造工艺还存在大量的问题，要真正给电气技术领域带来又一次革命，还需要众多有志之士的努力。一代新型电力电子器件的出现，总是带来一场电力电子技术的革命。随着各种功率器件的不断研制和开发，电力电子技术也得到了飞速的发展。
在电力电子技术中，功率变换是最重要的，也是最基本的共性技术。功率变换技术研究的目标主要有：节约能源、提高效率，同时应减小变换器的体积和重量，降低谐波失真的成本，高精度、快响应、宽的输出电压、电流和频率调节范围等。功率变换器可实现AC-DC、DC-AC、AC-AC、DC-DC的转换。功率变换技术的发展大致可分为：强近换流技术；PWM控制技术；以软开关、功率因素校正、消除谐波，考虑电磁兼容为特征的技术三个阶段。经过三十多年，特别是发展动向主要集中的软开关、高压、大功率和低电压、大电流变换技术方面。
三、电机与电力拖动
电机是电气技术所涉及的重要对象之一。电能的生产是由发电机完成的；电动机则可拖动生产机械和各种负载运转，从而实现生产的自动化和家用电器及办公设备的智能化。电动机分为直流电机和交流电机两种。在电机的发展史上，直流电机发明较早，它的电源是电池。后来才出现了交流电机。直流电动机具有调速范围广、易于平滑调速；起动、制动和过载转矩大；易于控制，可靠性较高等优点。但直流电机有一个突出的缺点――换流问题。它限制了直流电机的极限容量，又增加了维护的工作量。人们研究了交流电机的调速，并取得了良好的效果，使这在某些调速场合代替了直流电动机。除了普通的直流电机和交流电机外，还有各种微控电机。微控电机广泛用于各种家电、办公设备和伺服控制系统中。微控电机的发展和应用，也是电机发展和应用的一个重要方面。
电力拖动系统又称为电力传动系统或电机调速系统。电机调速传动分为工艺调速传动、节能调速传动、牵引调速传动和精密、特种调速传动四大类。工艺调速传动指生产工艺要求必须调速的传动，主要用于轧机、造纸、化工等场合。节能调速传动是指一般采用风机、泵、压缩机等调节流量和压力的场合。电力牵引调速传动则指用地电气铁道、地铁，各种电动车，工矿牵引、矿井卷扬及电梯等场合实现运输、牵引的传动。精密、特种调速传动是指用于现代数控机床、机器人、雷达等场合对伺服、运动控制要求特别高的传动。正是因为电力传动系统具有如此广泛的应用背景，再加上电力电子技术的飞速发民，近十年来全球工业应用的电机调速装Z增长了25%，远远超过了前30年的增长率。随着微电子技术和自动控制技术的发展，使全数字微机控制的电力拖动系统得以问世并迅速发展起来。微机控制技术在电力拖动系统中的应用给这一领域注入了新的活力，使之呈现现出蓬勃发展的新景象。
四、电气测量与检测技术
电气测量又称为电磁测量，电磁测量分为电测量和磁测量。电气测量与检测技术是研究各种电气被测量的测量方法、相应测量仪器仪表的原理与结构、测量时的操作技术和如何根据测出数据进行数据处理以求得测量结果和测量误差的技术。电气测量与检测技术对一个从事电气技术工作的人员来说是十分必要的。因为，不论是电气设备的安装、调度、实验、运行、维修；不是对电气产品进行检验、测试、鉴定都会遇到电气测量技术方面的问题。随着控制理论和计算机技术的发展，电气测量与检测技术也向自动测试方向发展。各种计算机辅助测试技术、自动测试系统应运而生。自动测试技术是现代电气测量与检测技术的发展方向。
五、电器元件及电器控制
电器元件是一种能根据外界的信号和要求，手动或自动地接通或断开电路，断续或连续地改变电路参数，以实现电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节的电气设备。
【关键词】电力机车；牵引传动系统；发展
随着社会的进步和经济水平的提高，对轨道车辆的运输能力提出了更高的要求。轨道车辆的牵引传动技术是轨道车辆的核心技术之一，是保证与提升轨道车辆的技术性能的重要基础。牵引传动技术的发展，推进了轨道车辆的技术总体进步。拥有先进、可靠的牵引传动技术已经成为衡量一个国家的轨道车辆技术水平的重要标志之一。
一、轨道车辆牵引传动系统的简介
轨道车辆的牵引传动系统的基本任务是通过电能和机械能的相互转换，对转动装置进行调速或位置控制。牵引传动技术的发展目的在于改善轨道车辆的牵引和制动性能，提高整个车辆系统工作可靠性和能源使用效率，降低能耗，尽量避免对电网的污染，有效的降低运行成本，满足运营需求。
根据采用的驱动电机，牵引传动系统可分为采用直流牵引电动机的直流传动和采用交流牵引电动机的交流传送。直流牵引电动机的转速易于控制，调节过程平缓，在变速传动领域得到了较为广泛的应用。但是，机械换向器和电刷等的存在，结构比较复杂，极大程度地限制了直流电动机调速控制技术的发展，实现高性能、宽范围的调速控制的难度很高。电力电子器件、微电子处理器以及相关控制理论的发展，脉冲宽度调制技术（PWM）、矢量控制技术、直接转矩控制技术等一系列关键技术突破，促进了交流电动机在轨道车辆上的得到了推广应用。与传统的交-直流传动相比，交流传动技术具有以下优势：
（1）交流传动轨道列车的牵引功率比较高，目前轮周功率最大可达1600kw～1800kW，制动功率可以达到额定牵引功率的水平，粘着系数为0.35～0.45，恒功率范围宽，能够很好的适应于高速、重载等困难牵引要求。
（2）四象限脉冲整流技术的采用，大大提高了电网侧的的功率因数，有效的减少接触网电流，提高资源利用效能，实现轨道车辆系统的绿色低碳化。
（3）交流传动轨道车辆无换向器，结构简单，重量轻，维修保养也比较方便，维护维修费用不到相控轨道车辆的一半，运用成本也降低了30%。
（4）交流传动系统减少谐波含量，等效干扰电流Jp值仅为2A，很大程度的减少了对通信信号的电磁干扰。
二、轨道车辆牵引传动系统的发展
牵引传动技术的发展与电力电子器件的进步密切相关。每当新一代电力电子器件的诞生，牵引传动技术往往都会掀起一场革命浪潮。
自从20世纪60年代器，电子开关器件得到了迅速的发展，由晶体管（SCR）、电力晶体管（GRT）、晶闸管（GTO）、集成门极换流晶闸管（IGCT）到绝缘栅双极晶体管（IGBT）。提高了电子开关的工作电压、电流以及关断频率，降低了功耗，促进了牵引传动系统的发展。
在70年代末期之前，牵引传动系统主要采用快速晶闸管。但是晶闸管存在着明显的缺点，主要体现在：（1）关断增益比较大，普遍在3～5之间，门极关断电流大，门极驱动电路复杂，驱动功率也比较高。（2）需要非常繁杂的开关吸收电路。（3）开关频率比较低，只有200Hz～300Hz。这就导致了变流机组的结构复杂，效率低下，可靠性较差，维修难度也比较高。
由于晶闸管的以上缺点，可以通过两种创新途径进行改良。第一种是结构改进和工艺创新，制做出了集成门极换流晶闸管。集成门极换流晶闸管的性价比很高，可靠性也比较好，采用了强驱动的门极控制技术，显著的提高了晶闸管的性能，也取消了开关吸收电路，简化了结构；加入了缓冲层，把原先的阳极短路结构变为比较薄的透明发射极，减少了硅片厚度，也减少了通态、动态功耗和开关损耗。第二种是混合集成技术，可以把多种不同的器件相结合，相互弥补，获得具有优异综合性能的新器件。绝缘栅双极晶体管是将场效应管和双极型三极管混合集成，进而获得高达几十千赫兹的开关频率，避免了二次击穿问题，也不需要吸收电流，具有电流饱和性等优点。
随着各种高性能电力电子器件的诞生，上世纪80年代中后期，集成门极换流晶闸管应用于大功率交流传动轨道列车，使得车辆的综合性能得到了很大程度的提高。进入上世纪90年代，中高压绝缘栅双极晶体管的问世，使得变流传动机组又得到了更新换代。自2002年起，绝缘栅双极晶体管应用在轻型以及重型城市郊区轨道车辆的牵引传动系统中，之后又在大功率电力机车得到了广泛应用。各种大功率电力电子器件及先进的控制技术出现，确立了现代交流传动技术的优势，使轨道车辆电传动技术发生了根本变革，由直流传动向交流传动转变。
三、结束语
轨道车辆以其客流量大、节能、绿色环保等特点，是各大中型城市的交通问题有效解决措施。随着我国经济水平的增长和城市化进程的日益加快，轨道车辆的技术研究与应用前景日益广阔。为了满足市场的需求，跟上世界牵引传动技术的发展趋势，需要我们结合现状，并进行进一步研究开发，辐射到电气自动化、节能环保等领域，研发出具有自主知识产权的国产高性能牵引传动系统。
参考文献
[1]刘敏杰，王志平.城市轨道车辆直线电机牵引控制系统[J].广东自动化与信息工程，2006，27（1）：1-3，43.
[2]陶生桂，崔俊国.城市轨道车辆电力传动系统及其控制的发展[J].电力机车技术，2001，24（3）：6-9.
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