Wide speed range for traction motor in braking force of electric braking control system

A vehicle stopping method using an electric brake until a traction motor is stopped is studied. At the moment of vehicle stop, electric brake is changed to control mode where torque is reduced at a low speed. Gradient is controlled by estimating the load torque of motor, thereby traction motor is not rotated after stop. In addition, coasting operation and brake test are performed from normal-opposite operation and start using a small-scale model comprising the inertial load equipment and the power converter. Further, traction motor is made to be equipped with a suspension torque. Pure electric braking that makes traction motor stop by an air brake at the time of stop is also implemented. Constant torque range and constant power range are expanded during braking so that braking force is secured with the electric brakes even in high speed region. Therefore, vehicle reduction effect can be expected by reducing parts related with an air brake which is not used frequently by using a pure electric brake in the M car in wide speed region. Further, maintenance of brake system can be reduced. Besides, ride comfort of passenger in the electric rail car, energy efficiency improvement, and noise reduction effect can be additionally expected. Further, an improved brake method that uses only an electric brake till motor stop is proposed by comparing those in the blending brake that uses an air brake while reducing brake torque at vehicle stop.

4 m/s超高速电梯系统的主参数配置与计算

随着城市建筑高层化进程的加速,带动了超高速电梯的迅速发展。针对国内超高速电梯研发滞后的现状,以4 m/s超高速电梯为设计对象,合理选择电梯驱动主机,配置电梯主要参数,对电梯系统的主机功率、速度、主轴负荷、曳引条件、钢丝绳安全系数、导轨强度等关键参数进行计算分析。结果表明,4 m/s超高速电梯主要参数配置合理,满足设计要求,为国内超高速电梯研究提供了理论计算参考依据。

挤出吹塑工艺对PBAT/PLA共混体系微观结构与性能的影响

通过调控工艺条件(机头温度、牵引速度)熔融共混挤出吹塑聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯/聚乳酸(PBAT/PLA)原位成纤共混体系薄膜。结果表明,在较低的机头温度时,随着牵引速度的不断增加,分散相PLA在连续相PBAT中原位成纤,且微纤直径逐渐减小,结晶度先增大后下降。挤出吹塑薄膜的纵向拉伸强度和拉伸模量均先增加后减小。在机头温度为150℃、牵引速度为5.0 m/min时,共混体系中PLA成纤效果最明显;薄膜纵向拉伸强度达到40.0 MPa,比纯PBAT提高了20%;拉伸模量达到723.9 MPa,较纯PBAT提升明显。

地铁列车概念车性能模拟及特殊工况仿真计算软件在试车线长度计算中的应用

中铁二院开发的地铁列车概念车性能模拟及特殊工况仿真计算软件,可根据地铁车辆基本参数、牵引及制动特性,建立地铁列车概念车牵引计算模型,对地铁列车概念车其余特性曲线进行计算,验证拟选用的车辆能否匹配当前线路及运营要求。试车线是地铁列车进行动态调试和试验的线路,试车线设计应尽可能满足车辆最高运行速度的试车需求。该文利用该软件,计算80 km/h时速及100 km/h时速地铁列车空载AW0工况在不同档位试车速度下试车线长度,并给出试车线长度建议方案。

高速动车组牵引传动系统转矩脉动测试分析

交流传动技术广泛应用于高速铁路动车组牵引传动系统,牵引变流器直流环节电压存在2倍牵引网电压频率的脉动分量,会在牵引电机侧产生拍频电流,从而引起转矩脉动,不利于动车组机电系统稳定运行。文中首先分析了转矩脉动产生的原理,然后针对两种典型动车组牵引变流器主电路进行了结构建模,通过数字仿真分析了转矩脉动的主要影响因素。接着基于现场实测,验证了理论分析的正确性,并获得了转矩脉动产生机械应力的关系,表明转矩脉动易对牵引电机及转向架等相邻机械部件产生机械损耗。最后,从硬件电路和软件控制两方面对转矩脉动抑制技术进行了探讨。

基于电机振动的动车组牵引逆变器故障诊断研究

牵引逆变器的安全性和可靠性对高速动车组车辆的稳定运行至关重要,为了对逆变器工作状态进行识别,文章结合车辆系统动力学,提出了一种基于电机振动信号分析的故障诊断方法。将电机振动信号作为监测对象,通过检测逆变器故障时电流畸变引起电机异常振动的特征信号来进行判断。以CRH2型动车组牵引传动系统为例,建立了基于空间矢量脉宽调制策略下的三电平牵引逆变器电路仿真模型,对逆变器结构故障模式进行仿真。仿真结果表明,逆变器故障会显著影响交流侧输出电流谐波含量,尤其是5倍频、7倍频、11倍频、13倍频电流谐波;而这些谐波电流输入到牵引电机后转化为6P(1-s)倍频、12P(1-s)倍频的脉动转矩,并作用于电机,使得其输出振动中含有相应频率的谐波成分。通过对高速动车组实际运行过程中的牵引电机振动信号进行分析可发现,在正常情况下振动信号不明显含有此类谐波频率成分,而当逆变器存在故障时,则会导致在振动信号中该频率信号含量非常明显。因此,文章所提出的基于振动信号分析法能够有效地监测并诊断牵引逆变器工作状态,并具有一定的工程应用价值。

不同运动参数对截齿截割含夹矸煤岩性能影响模拟研究

我国薄煤层资源储量丰富,但其煤层赋含夹矸,截齿截割含夹矸煤岩时载荷波动比较剧烈,夹矸的存在使煤矿开采难度增大,也很大程度上影响着截齿的截割性能。为研究截齿截割含夹矸煤岩的截割性能,利用Pro/E构建截齿三维模型,运用有限元软件ABAQUS确定含夹矸模拟煤岩,建立截齿截割含夹矸煤岩的有限元模型,采用单因素研究方法,研究不同牵引速度、滚筒转速对截齿截割力均值、截割力峰值均值、单位时间落煤质量、载荷波动系数和比能耗的影响规律,分析煤层破碎的动态过程,研究不同运动参数下截齿截割性能。研究结果表明:随着牵引速度的增大,截齿截割力均值、截割力峰值均值和单位时间落煤质量呈增大趋势,比能耗呈减小趋势,载荷波动系数基本不变;随滚筒转速的增加,截齿截割力均值、截割力峰值均值和单位时间落煤质量呈减小趋势,比能耗呈增大趋势,载荷波动系数基本不变。该研究为提高复杂条件下采煤机截割破碎性能和研制截割复杂煤层的强力滚筒奠定了基础。

成宜高铁天府牵引变配电所BIM辅助设计

成宜高铁天府站枢纽牵引变配电所是220 k V牵引变电所和110/10 kV变配电所合建所。所内高低压电缆众多,为合理布置电缆,方便电缆运维,采用BIM技术对所内高压电缆的布置进行辅助设计,优化电缆敷设路径。

升力翼高速列车曲线通过时的轮轨黏着性能研究

建立考虑轮轨关系、升力翼及流场耦合特性等因素的车辆系统动力学模型,分析升力翼高速列车曲线通过时的运动姿态和轮轨接触特性响应,研究列车在曲线轨道运行的轮轨黏着性能,探讨轨道不平顺、曲线半径、运行速度及轮轨接触条件对轮轨黏着性能的影响。研究结果表明:气动升力通过改变列车运行动态响应和轮轨接触特性导致内、外侧轮轨垂向力和纵向蠕滑力重新分配,促使内侧轮更易失去黏着;气动升力和运行速度的增大均会劣化轮轨黏着性能,但曲线半径的增大将显著提升轮轨黏着水平;轨道不平顺削弱了轮轨黏着性能,干态、湿态、油态条件下的轮轨黏着性能依次恶化。列车牵引运行时,干态、湿态、油态条件下的轮轨均能满足牵引力安全限值要求,但制动运行时,湿态和油态条件下的轮轨均不能满足制动力安全限值要求。研究结果可为超高速列车的安全运行与节能设计提供技术支持。

采煤机截割部振动特性研究

为了解决采煤机截割部截割夹矸煤层易损坏的问题,以MG2×55/250-BW型薄煤层采煤机为研究对象,利用数值模拟软件对滚筒截割过程进行仿真研究,发现随着截割时间的增大,此时滚筒受载呈现不规律波动情况。同时对不同牵引速度及滚筒转速下滚筒受载均值及极值进行研究,发现随着牵引速度的增大,此时的螺旋滚筒受载均值及受载最大值均呈现出逐步增大的趋势;而随着滚筒转速的增大,此时滚筒受载的均值及最大值均呈现逐步降低的趋势;给出最佳牵引速度为4.5 m/min、滚筒转速为85 r/min,此时的截割效率及截割系数综合较佳。

济南地铁3号线牵引系统高速断路器控制电路优化

[目的]济南地铁3号线运营初期,在操作高速断路器闭合时,多次偶发性报出高速断路器闭合故障。为了提高列车运行可靠性,需对该线路牵引系统高速断路器控制电路进行优化。[方法]根据3号线列车高速断路器闭合故障发生时的相关指令及器件状态,结合高速断路器控制逻辑原理对高速断路器偶发性无法闭合故障原因进行分析,并提出优化措施。[结果及结论]高速断路器闭合故障原因为:高速断路器在闭合控制过程中,其线圈两端产生的感应电动势使得高速断路器合闸功率不足,导致高速断路器偶发性无法闭合。优化措施为:通过在高速断路器线圈两端接入续流二极管,抑制高速断路器线圈产生的感应电动势。采取上述优化措施后,未再次发生因感应电动势导致的高速断路器无法闭合故障,有效提升了列车运行的可靠性。

基于人工蜂群算法的车辆节能配速研究

列车牵引能耗占到城市轨道交通系统总能耗的50%左右,为了降低列车牵引能耗,提出一种基于人工蜂群算法的车辆节能配速优化方法。根据杭州某地铁项目牵引系统设计方案说明书分析确定了运行速度与列车基本阻力和列车牵引力的关系,对牵引力和基本阻力进行近似处理,对列车运行速度与牵引力乘积进行积分,得到列车牵引能耗与牵引速度和惰行速度关系,从而建立了理想列车节能配速能耗模型。在站间距、运行时间和线路限速约束条件下,利用人工蜂群算法求解最小能耗对应的牵引速度和惰行速度。还对列车运行速度、牵引能耗、单位公里能耗进行了仿真分析,将计算能耗值与实际能耗值进行了对比。研究结果表明:在满足约束条件工况下,列车计算能耗约低于实际能耗25%。

高速铁路智能牵引变电所技术研究

研究目的:高速铁路牵引供电系统智能化是高速铁路智能化的重要组成部分,而智能牵引变电所是牵引供电系统智能化的核心,又是牵引供电系统智能化发展的趋势。目前我国高速铁路牵引变电所智能化技术处于初步发展阶段,智能化技术水平不高,本文对牵引变电所一次设备智能化、广域保护、辅助监控等技术方案进行研究,为实现牵引变电所智能化提出系统方案。研究结论:(1)从六个方面总结了智能牵引变电所的技术特征,便于对智能牵引变电所更深刻的认识;(2)智能牵引变电所采用“三层两网”布局,结构更加简化和清晰;(3)一次设备的智能化方案,建议新建设备采用集成化一体设备,改造设备采用外挂分离式设备;(4)采用网络化的广域保护实现了牵引网故障区段的隔离和供电臂的自愈重组,实现所间智能化控制;(5)本文研究内容可为牵引变电所的智能化提供技术参考。

矿用蓄电池特种车辆用变频牵引电机的研究与设计

传统交流变频调速系统只有恒转矩段和恒功率段,且恒转矩段约占整个调速范围的1/2,中频段特性比较硬,转矩不会跟随转速的变化而变化。为了让交流变频调速系统满足矿用蓄电池特种车辆的牵引工况,模拟直流调速系统的低速大扭矩“挖掘机”软特性,以DC 128 V的矿用铅酸蓄电池铲运车为例,通过对比直流电机特性参数,详细介绍了变频牵引电机多段速关键点、额定功率、额定电压、额定转速、启动电流、额定转差率和电机极对数等关键参数的设计方法,使得变频牵引电机转速与扭矩机械特性曲线与原直流电机相吻合,使其完全适用于矿用蓄电池特种车辆的行走,并在煤矿井下得到了验证。

高速铁路牵引变电所亭地网回流动态验收标准的修改方案研究

本文介绍了现行的高速铁路牵引所回流指标,介绍了高速铁路牵引供电回流系统的组成,计算了牵引供电回流各支路的分流系数,分析了影响回流分配的各种因素。结合直接供电加回流和AT供电方式的地回流特征与差异,指出根据方差偏离均值的程度进行地回流指标判定和质量分级标准存在的缺陷。最后,综合全路高速铁路牵引供电接地系统和地网回流的情况,提出高速铁路牵引变电所地网回流动态验收标准的修改方案建议。

高速铁路弓网离线在线识别及应对策略

电气化铁路车辆运行过程中,受电弓与接触网之间的短暂分离(即弓网离线)易引发过电流问题,产生安全隐患、影响铁路运营秩序。文章基于既有动车组牵引电传动系统,介绍其主电路结构及网侧整流器的控制方法,分析弓网离线对系统的影响,着重研究弓网离线后恢复接触时产生过电流问题的原因,提出弓网离线在线快速识别及应对策略。文章搭建了包含电弧模型的牵引电传动系统全数字实时仿真模型,首先通过与实测波形对比证明模型的准确性,然后基于该模型验证文中提出的弓网离线在线识别及应对策略。

高速动车组永磁牵引系统接地检测方法研究

为了更好地提高高速动车组永磁牵引系统接地故障诊断的准确性,文章提出了一种适用于永磁牵引系统的接地检测新方法。通过结合接地检测电路的拓扑结构,分析了不同接地情况下接地电压的特点,并在此基础上提出了优化接地电压超限判定算法、采用各轴逆变器分步检测和增加永磁接触器诊断节点等措施,通过该方法可以准确诊断出电机侧、变压器侧和变流器侧具体的接地点,提高了故障点定位的准确性。半实物仿真和地面机组试验结果验证了该方法的可行性。

高速铁路牵引变电所接地系统安全评估方案研究

以郑州至济南高速铁路后吾旺牵引变电所接地系统为研究对象,基于相关标准,对牵引变电所接地系统接地阻抗、接触电压、跨步电压、场区地表电位梯度等参数进行综合测试分析,并根据限值要求定量评估牵引变电所接地网的运行状态,为高速铁路牵引变电所接地系统的设计、施工及运维提供参考。

动车所内接触网防雷改造方案研究

动车所是高速动车组列车的维修、保养和调度中心,其主要职责是负责对高速动车组进行日常检修、定期保养、故障排除和恢复等工作。随着高速铁路运营里程及客运量的增长,动车所内接触网雷击跳闸时有发生,部分沿海多雷区动车所1年内多次出现雷击跳闸,甚至造成线索烧损,引起动车晚点。为确保动车所内接触网供电设备的安全,结合高速铁路正线防雷相关措施,研究动车所内多线接触网防雷方案,以降低动车所内雷击事件发生率。

高铁异步牵引电机的电磁设计与分析

本研究以高铁异步牵引电机为对象,深入探讨了电机的电磁设计,充分运用电机设计的基本理论。首先,通过对高铁牵引系统要求的深入剖析,系统性分析了异步牵引电机的电磁设计需求,并在设计阶段采用了基础的电机设计理论,涉及电机的极数、定子铁心尺寸以及气隙长度等关键参数的选择。完成电机尺寸设计后,对牵引电机在各特征工况点的性能参数进行了详细计算。最后,采用有限元仿真技术对电机的额定工况进行了二维电磁仿真分析,仿真结果与电磁计算相对比显示,电机定子相电流和输出转矩均在误差允许范围内,符合工程设计要求。该研究对高铁异步牵引电机的电磁设计提供了具体而深刻的理论指导,具备较高的工程应用参考价值。