纵断面线路参数对直线电机列车的动力影响

研究目的:为了确定纵断面线路参数取值对LIM列车运行舒适性和安全性的影响规律,基于首都机场线LIM地铁系统参数建立列车-线路三维耦合动力学模型,分析在纵断面线路参数和车速影响下,LIM地铁系统动力响应特性,拟合得到车体最大垂向加速度、轮轨最大垂向力、最大轮重减载率与竖曲线类型、竖曲线半径、列车行驶速度之间的关系公式。研究结论:(1)凹形竖曲线会增大列车垂向加速度和轮轨垂向力,减小轮重减载率;(2)凸形竖曲线会减小列车垂向加速度和轮轨垂向力,增大轮重减载率;(3)车体最大垂向加速度、轮轨最大垂向力、最大轮重减载率均与曲线半径的倒数相关;(4)车体最大垂向加速度、轮轨最大垂向力、最大轮重减载率均与车速的平方相关;(5)本研究成果可为LIM地铁系统纵断面线路参数优化提供理论依据。

轨道不平顺对直线电机轮轨系统动力特性影响

研究目的:基于车辆-轨道耦合动力学理论建立直线电机轮轨系统仿真模型,以多种不平顺为激励源进行动力学计算,分析竖错、扣件松脱两种确定性不平顺对直线电机轮轨交通系统动力特征的影响。结合实际的轨道不平顺管理形式,探讨谐波形式的水平、扭曲以及复合不平顺对车辆运行品质的影响提供理论依据。研究结论:(1)建议在轨道不平顺管理中采用10 m弦方法,重点控制10 m左右波长的不平顺;(2)重点检查板边及板中扣件位置处的钢轨状态;(3)重点保证板端的强度满足要求;(4)严格控制轨道板的下沉量;(5)重点控制直线电机受激扰侧的尾端气隙;(6)车体垂向振动及气隙变化对扭曲不平顺最为敏感,而复合不平顺的存在对车体的横向加速度、脱轨系数及轮重减载率指标更为不利;(7)该研究结论可用于指导线路轨道结构的养护维修工作。

直线电机轨道交通的轨道结构

对国外直线电机轨道交通主要采用的轨道结构形式进行分析,针对直线电机轨道交通轨道结构形式的力学特点,就我国在发展该种轨道交通时在轨道结构设计与施工中需要研究的关键技术进行初步探讨。

直线电机轨道交通轨道减振降噪技术

论述对直线电机轨道结构减振降噪的必要性,并就直线电机轨道交通振动与噪声的产生机理进行分析；在对加拿大及日本轨道结构的主要减振降噪措施进行分析的基础上,就我国在发展直线电机轨道交通时轨道结构减振降噪的主要研究思路进行初步探讨。

直线电机轨道交通线路设计参数研究

介绍直线电机轨道交通线路设计参数的计算依据,并建立车线耦合动力学模型进行计算仿真予以验证,给出广州市轨道交通4号线工程线路设计参数的建议值。

曲线地段直线电机轮轨列车动力学响应

为研究直线电机轮轨列车行驶于曲线段线路上时,铁路线路条件对列车动力响应的影响规律,以便为修改线路设计规范提供理论依据.建立直线电机轮轨交通列车线路动力学模型,模型中直线电机所受垂向电磁力大小随列车牵引速度和电机气隙的变化而时刻改变.仿真模拟并分析垂向电磁力、车速、曲线半径、超高、轨道不平顺对系统动力响应的影响.结果表明:轨道垂向不平顺和高车速对气隙影响显著;列车通过小半径曲线段时,垂向电磁力对脱轨系数和轮重减载率的消减作用显著;脱轨系数、轮重减载率、轮轨横向力、车体横向加速度、车体横向位移这5类动力响应的最大值,同时受车速、曲线半径、超高影响显著.基于5类动力响应最大值的拟合公式,可对车速、曲线半径、超高取值范围进行合理匹配,并确定曲线地段的合理车辆限界.

大功率直线感应电机的优化设计研究

针对北京地铁机场线进口直线电机车辆维修成本高、售后服务迟缓、购买备品备件困难等问题,开展了具有自主知识产权的大功率强迫风冷式直线感应电机轨道交通车辆的研究。就车辆电机研发过程从理论上推导了直线感应电机修正的T型等效电路,通过有限元分析电磁特性提出了一种新的电磁设计程序算法。在此基础上利用现代电机设计技术,采用电磁场和电路计算等手段,对大功率牵引直线电机的电磁参数和机械结构参数进行优化设计和计算。仿真与试验结果表明,自主研发的国产化直线感应电机具有良好的加减速性能,其力特性及电特性满足设计要求,提出的电磁设计程序和控制策略可行。安装了研制电机的直线电机轨道交通样车在各种工况下均能在试验线上可靠稳定运行。

直线电机轨道交通车载网络系统设计与实现

设计了一种直线电机轨道交通车载网络系统。介绍了所研制车载网络系统的架构、设备选型、开发工具,以及车辆运行控制逻辑、人机界面和安全导向与故障诊断系统的设计与实现。设计的车载网络系统在试验运行中验证了其适用性和可靠性。

气隙检测装置在直线感应电机车辆段的应用

论述直线感应电机气隙检测装置的作用、工作原理,介绍气隙检测装置系统的构成和使用效果。动态监控L型车直线感应电机与感应板间的空隙,通过报警系统避免特殊事件发生,降低人工成本,提高正线运营效率。实际使用表明,该装置在提高地铁运营安全性和自动化水平方面发挥着重要作用,具有较高的可行性和推广价值。

轨道交通用直线电动机的电磁力特性分析

直线电动机的电磁力特性直接决定直线电动机牵引系统的牵引性能,研究了轨道交通用直线电动机的电磁力特性。针对轨道交通用直线感应电机、直线永磁同步电机与直线开关磁阻电机,建立了三类电机的电磁力解析模型,设计了三类电机的结构,基于设计的电机结构建立了三类电机的有限元电磁模型,获得了三类电机的电磁力特性,并对三类电机的电磁力特性进行了比较分析。分析结果可为轨道交通用直线电动机提供理论和设计参考。

直线电机地铁车辆牵引系统国产化应用研究

为解决国内直线电机(LIM)轨道交通牵引传动系统关键技术及备品备件完全依赖进口、维修维护困难、车辆运营成本高的现状,研究开发了具有完全自主知识产权的大功率强迫风冷式LIM牵引变流器系统。针对LIM特殊结构引起的边端效应等问题对传统间接磁场定向矢量控制方式进行了优化。考虑到LIM次级时间常数发生变化对磁场定向的影响,导致转矩控制性能下降,提出了一种基于最小电流的参数在线辨识方法。所提方法计算简单、不依赖于电机其他参数,试验台测试结果证明了该算法的准确性和有效性。在地铁实际运营线路的试验结果表明,国产化牵引变流器各项性能满足车辆技术要求,而且效率等部分指标优于原车进口牵引系。