无接触网的轨道车辆动力系统清洁化技术变革与发展趋势

轨道交通系统在现代交通体系中扮演着举足轻重的角色,随着交通系统用能清洁化、绿色化的发展需求,轨道交通车辆动力系统逐步呈现类型多样化、用能绿色化的技术发展趋势。首先系统回顾了轨道车辆牵引动力系统的发展历史,调研并分析了源于国家能源安全、交通能源结构绿色化转型与新能源技术融合发展的车辆动力系统技术现状与发展趋势。基于国家“30·60”双碳目标,对中国轨道交通车辆动力系统新能源发展方向开展了SWOT分析,在结果对比的基础上给出了中国轨道车辆动力系统与新能源融合发展的参考路径,并从低碳清洁供给、储能现代化、节能三方面具体提出了未来轨道车辆新能源动力系统的发展趋势,为相关技术研究与政策制定提供支持。

基于状态和风险评估的无接触网城轨车辆电气系统运维策略

为克服无接触网城轨车辆电气系统传统运维模式的不足,降低故障维修成本,提出基于状态和风险评估的电气系统差异化运维策略。首先,通过组合赋权的方法将层次分析法和邻域粗糙集理论2种方法相结合,计算电气系统各设备评估指标的权重并计算设备健康度;其次,结合故障率和重要度,对电气系统各设备及子系统进行风险评估;最后,通过建立管控矩阵确定管控级别和运维次序,考虑运维的经济性和系统风险,制定无接触网城轨车辆电气系统的差异化运维策略。算例分析表明:相比于传统的定期运维和状态运维,差异化运维策略能针对状态和风险的改变制定运维策略,在满足运维要求的同时,运维成本分别降低了7.95和3.62万元,运行风险分别降低了21.54%和9.37%,实现各设备及子系统的精细化运维。

无接触网供电城轨车辆中人体电磁场评估

该文采用有限元法对曝露于大功率无接触网供电城轨车辆中的人体进行电磁安全评估,以检测该无接触网供电城轨车辆是否低于人体电磁曝露安全值。以500kW无接触网供电城轨车辆为例,通过数值仿真计算车内漏磁水平,并对车内佩戴心脏起搏器的人体进行感应电磁场和比吸收率(SAR)评估,将计算结果与国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)中规定的限值进行比较。结果表明,人体内部感应电场较低,但是在人体表面感应出较高电场,装有心脏起搏器的组织SAR值远低于2W/kg的限值,人体站在渡板上方时,脚踝处SAR值最高并且十分接近局部SAR限值。这些结果对于无接触网供电技术在轨道交通领域的安全应用起到了积极的作用。

无接触网城轨车辆牵引传动系统健康状态评估

为了降低无接触网城轨车辆故障维修成本,提高其运行保障能力,提出一种无接触网城轨车辆牵引传动系统健康状态评估方法。通过邻域粗糙集对无接触网城轨车辆牵引传动系统性能指标进行约简,删除冗余指标,获取指标重要度;结合指标重要度确定元件的判断矩阵并改进层次分析法;提出一种混合逻辑结构模型及计算方法,并与传统层次分析法进行对比。试验结果表明:所提方法能更加准确地评估无接触网城轨车辆牵引传动系统的健康状态,实现无接触网城轨车辆智能运维。

低地板有轨电车无接触网供电技术的研究

总结了现代低地板有轨电车无接触网供电技术的研究概况,对现有的电磁感应供电、储能武供电和接触式地面供电三种主要无接触网供电方式的原理、相关技术、研究状况、应用现状作了分析和描述,并比较了各种供电方式的优缺点及难点,为国内进行无接触网供电的应用与研究提供参考。

现代有轨电车无接触网技术应用分析

无接触网技术在现代有轨电车的应用,解决了有轨电车接触网造成的"视觉污染"问题。介绍了采用地面供电技术的APS(交替式地面)系统、Tramwave(创威地面感应式)系统和Primove(电磁感应式)系统,以及各种车载储能技术。分析比较了不同无接触网技术的系统设计、性能和长期运营维护情况。车载储能技术作为一种广泛应用的工业技术,在达到小型化、高能量比、快速充放电和环保处理方式后,将成为现代有轨电车无接触网技术的发展方向。

基于AHP和FCE复合评估的现代有轨电车无接触网供电模式比较分析

针对当前第三轨、储能式和无线供电等主流无接触网供电模式,构建了一套现代有轨电车无接触网供电模式综合评价指标体系,并利用AHP和FCE复合评估方法进行了综合分析与论证,可为现代有轨电车供电方式的科学选择提供决策依据。

无接触网供电车辆电磁-热场耦合计算

无接触网供电技术在城市轨道交通中的应用受到越来越广泛的关注,大功率无接触电能传输的实际应用还有许多问题需要论证,其中电磁感应导致的涡流发热问题引起人们的普遍重视.依据电磁感应原理和传热学,建立无接触网供电车辆感应加热模型,采用有限元法计算无接触网供电车辆热场分布,对不同载荷工况下的车辆的发热情况进行数值仿真,并对采用散热器和风冷两种散热方式的接收线圈的散热性能进行对比研究.研究结果表明:接收线圈和转向架温度升高明显;随着发射线圈电流增加以及气隙距离的减小,车辆各个部位的温度都有上升趋势;装有散热器的接收线圈最高温度比不含散热器时降低了126.0℃,通过改变散热器的传热系数能进一步提高散热器的散热性能;采用风冷散热方式接收线圈温度降低了131.2℃,与散热器相比,风冷的散热性能略好,且随着风速增加风冷效果更加突出.

全线无接触网储能式有轨电车混合动力及其自动控制策略应用研究

利用电容和电池混合储能的高能量密度和高强度电流能力的优势, 结合线路特征, 通过能量仿真计算, 研究混合供电自动控制技术, 实现混合动力技术对全线无接触网有轨电车的续航能力、 运行时效性和经济性的提升, 通过混合动力技术的研究及验证, 以推广系统在有轨电车领域的广泛应用.

有轨电车线无接触网路口处接触网设计探讨

针对国内现代有轨电车越来越高的景观化要求,将现代有轨电车沿线的部分路口设置为无接触网路口可以有效提升接触网与沿线景观的协调性,以达到景观化的设计目的。以实际工程设计为背景,论述有轨电车无接触网路口处的接触网平面及导高设计要点,进而提出无接触网路口处具体的接触网设计方案,可以为类似工程提供参考。

无接触网供电城轨车辆制动力分配策略研究

无接触网供电车辆在运行中存在频繁启动、制动,并在制动过程中产生大量的制动能量。本文提出一种制动能量回收优化方法,通过计算制动过程中车辆总制动转矩、电机制动转矩并结合蓄电池所能吸收最大制动功率,得出机械制动的制动转矩,以保证在制动过程中取得最大的电制动效果,对进一步研究无接触网供电车辆制动能量回收具有一定的参考价值。

试论现代有轨电车无接触网牵引的供电方式

伴随着时代的发展,科学技术的进步,我国的交通方式也形式多样。现代有轨电车就是科学技术产物,现代有轨电车的出现不仅方面人们的出行,也大大节省了人们的出行时间。但现代有轨电车在运行的过程中,必须要有电力的供应才可以行使,这样无架空接触网就成为牵引现代有轨电车行驶的辅助工具。为了让现代有轨电车为人们的生活提供更多的便利性,因此,本文将对现代有轨电车无接触网牵引的供电方式进行分析和研究。

我国自主研发100%低地板轻轨车

对自主研发100%低地板轻轨车从车辆配置、车辆技术特点及参数、牵引系统、制动系统、转向架、铰接贯通道等方面进行了介绍,对近几年出现的无接触网供电技术进行了分析,并对100%低地板轻轨车未来技术的发展方向进行了展望。

新型供电方式有轨电车运行能耗优化方法

针对无接触网新型供电方式有轨电车运行能耗的问题,研究了一种在储能容量有限的情况下降低运行能耗并提高再生制动能量回收的方法.该方法在保证列车站间运行距离不变、站间运行时间在可行范围内、且满足超级电容吸收制动功率能力的前提下,通过重新分配牵引、惰行、制动3种工况执行的距离以及列车在牵引与制动工况的出力大小,计算出一条既实现节能又提高制动能量回收的列车目标运行曲线;最后使用该方法对某有轨电车实际运行线路进行优化.仿真结果表明:在冗余时间内,该方法平均减少4%的运行能耗;同时超级电容在有轨电车制动过程中平均增加4%的制动回馈能量回馈,且能够安全运行.

新型城轨电车混合动力系统能量管理策略

采用燃料电池、蓄电池和超级电容混合动力的无接触网城轨列车供电方式,已经逐渐发展成为有轨电车动力系统的一种理想方案。针对车载混合动力系统能量管理问题,在状态机控制策略的基础上引入功率解耦控制,由燃料电池满足低频负载功率,由辅助供电单元满足高频负载功率,通过状态机再次进行能量分配与管理。通过仿真实验,与未加功率解耦控制的状态机控制进行对比分析。仿真实验表明:控制策略可有效降低燃料电池的运行压力,并且能够充分利用辅助供电单元,减小锂电池在低荷电状态时高负载需求功率情况下的运行压力,提高了动力系统对于多变性负载和高功率负载供电的可靠性。

基于改进C4.5算法的新型车辆故障预测方法研究

无接触网供电车辆结构复杂,设备状态监测系统采集到的数据量大,数据类型多,价值密度低.为了充分挖掘其潜在的信息,传统的数据处理通过自身经验发现数据中的价值,预测精度较低,不能满足目前的需求. C4.5决策树算法作为数据挖掘中常用的数据处理方式,具有一定的优越性.本文基于改进的C4.5算法,首先在传统算法的基础上,提出一种改进的决策树分类算法;再基于该算法流程建立了无接触网供电新型车辆故障预测模型;最后通过案例验证了预测的准确性,为列车安全可靠运行提供了有效保障措施.

储能式有轨电车混合动力系统及其控制策略

本文基于电容和电池混合储能的高能量密度和高强度电流能力的优势,结合线路特征,通过能量仿真计算,研究混合供电控制策略,实现混合动力技术对全线无接触网有轨电车的续航能力、运行时效性和经济性的提升,通过混合动力技术的研究及验证,以推广该系统在有轨电车领域的广泛应用。