基于双端行波频率变化特性的中低速磁浮交通供电轨故障定位方法

中低速磁浮供电轨供电过程中容易发生直流接地故障,由于其供电距离较短、接地网结构复杂,发生直流接地故障后不易准确定位故障点。为此针对以上问题,根据列车运行过程中车体与轨道无接触的特点,建立中低速磁浮牵引供电系统,分析双端故障测距与单端故障测距的优缺点,研究供电轨发生接地故障后故障行波时域分布与频域分布的关系;并通过计算式计算分析行波频谱的产生机理,得出故障行波的频率分布不受车站内阻抗、过渡电阻的影响,只与故障点位置和故障行波到达线路两端的时间相关;基于此,提出基于双端频率变化特性的中低速磁浮交通供电轨故障定位方法,根据故障行波频率特性与行波速度计算故障点位置。并且通过仿真验证,该方法不受故障点位置、过渡电阻大小影响,且适用于单处接地故障、多处接地故障类型,故障误差始终保持在1%以内,相比传统的直流牵引供电系统故障定位方法,测量精度更高,适用于中低速磁浮交通供电轨接地故障。

中低速磁浮列车操纵策略及运行优化算法

中低速磁浮列车线路坡度起伏大,运行环境复杂,为改善其运行优化效果,提出一种基于改进蜣螂优化算法的中低速磁浮运行优化方法。首先,针对线路特点提出“多次惰行”的操纵策略;其次,构建一种考虑准时性、节能性和舒适度的中低速磁浮列车运行优化模型;然后,运用Cubic混沌映射和反向学习策略对蜣螂优化算法进行种群初始化,同时设计线性自适应种群分配比提升算法收敛速度;最后,利用基准测试函数与传统智能优化算法进行对比测试,并基于某磁浮线路进行实例仿真。实验结果表明:改进的算法不仅在求解复杂函数上有良好寻优性能,同时实例仿真中各项性能指标均有效提升,具有较好的参考意义和实用价值。

基于改进CRITIC-QTM的高速磁浮列车安全性评估模型

为全面评估高速磁浮列车的安全性,构建基于改进CRITIC-QTM的安全性评估模型。首先,对高速磁浮列车的列车运行、系统、基础设施、自然灾害4个因素进行研究分析,提出高速磁浮列车的综合安全分析方法和评估流程;其次,基于改进CRITIC-QTM模型计算高速磁浮列车安全评价指标的权重系数;最后,参照变异系数法、CRITIC权重法、TOPSIS熵权法3种评估方法对高速磁浮列车安全性进行评估分析。应用分析表明,基于改进CRITIC-QTM模型能够有效地评估高速磁浮列车的安全性,特别是在对16个指标进行综合评判中,上海高速磁浮列车安全性评估结果为“稳定”。由此表明,运用的改进CRITIC-QTM模型对高速磁浮列车的安全性评估具有一定参考价值。

EMS型中低速磁浮列车悬浮架技术研究综述

悬浮架是承载EMS(electro-magnetic suspension)型中低速磁浮列车运行的关键子系统,影响列车的悬浮稳定性、舒适性和安全性,需要对其进行深入研究.围绕国内外EMS型中低速磁浮列车应用案例,介绍了(悬挂)端置式悬浮架、(悬挂)中置式悬浮架的技术方案和特征,总结了主要技术指标.结合悬浮架技术研究、发展现状,讨论了磁轨作用关系、运动解耦能力、动力学性能、结构强度以及悬浮冗余设计五大研究方向,通过对研究内容梳理和总结,归纳了现有前沿科学问题和工程技术挑战:一是轨距亟须统一;二是动态磁轨关系研究欠缺;三是悬浮架横向动力学有待研究;四是悬浮架疲劳强度分析及试验不足;五是悬浮架机械结构冗余设计方案较少.

中低速磁浮列车悬浮性能测试系统研究

目的:当前,根据悬浮控制器上传的数据开展的中低速磁浮列车悬浮系统性能评估实时性不够,为了达到中低速磁浮列车的悬浮性能评估的实时性,开展中低速磁浮列车性能测试系统的研制工作。方法:研制工作分为硬件研制和软件设计两部分进行。硬件部分采用高速A/D(模拟/数字)转换芯片采集多路传感器数据,并通过FPGA(现场可编程门阵列)灵活配置采样频率采集数据,采用卡尔曼滤波方法对采样数据进行滤波处理,同时内嵌一个Wi-fi模块,将FPGA采集处理的数据高速打包上发到软件部分,以满足实时性要求。软件部分采用Labview平台开发,软件平台实时接收Wi-Fi模块上传的传感数据,并将这些数据标定与滤波,计算出各类原始传感数据,最终在界面中显示各悬浮性能指标曲线。结果及结论:试验测试结果表明,研制的中低速磁浮列车测试系统能实时地对悬浮系统性能开展评估,满足中低速磁浮系统的需求。

中低速磁浮列车受流器滑板磨耗性能试验前后表面形貌变化分析

为了研究中低速磁浮列车运用过程中受流器滑板磨耗情况,利用靴轨关系试验台,开展滑板磨耗性能试验。采用仪器观察磨耗性能试验前后滑板试样外观、金相组织。结果表明:磨耗性能试验前滑板试样表面可见Cu颗粒,并有少量Cu富集,一些Cu颗粒中含Pb。在靴轨关系试验台运行速度分别为80 km/h和160 km/h条件下,试验后的滑板试样表面滑痕方向与滑板试样长度方向基本一致。试验台以80 km/h速度运行1×104 km后,滑板试样表面可见Cu颗粒;试验台以160 km/h速度运行1×104 km后,滑板试样表面几乎未见Cu颗粒。试验台以80 km/h或160 km/h运行1×104 km后,滑板试样表面“蚀坑”部位的Cu含量较高。另外,滑板试样表面“亮带”部位较周边区域的Cu含量高,这与载流条件和一定运行速度下滑板试样与接触轨试样摩擦时发生的金属转移有关。

轨道交通列车定位技术

概括了轨道交通行车安全和指挥系统中列车定位技术的作用，介绍了国内外轨道交通中先进的列车定位技术，探讨了我国高速磁悬浮交通列车定位技术的策略。

中低速磁浮列车用新型空气弹簧的研制

介绍了中低速磁浮列车用新型空气弹簧的设计、有限元分析计算和试验情况。计算和试验结果表明,新型空气弹簧能够满足中低速磁浮列车的有关设计要求。

中低速磁浮列车运行控制系统的方案及其实现

以国防科技大学中低速磁浮列车试验线为应用背景,介绍了中低速磁浮列车运行控制系统的基本功能需求, 主要包括驾驶功能、保护功能和监视功能。在功能需求设计的基础上,阐述了其运行控制系统的多总线原理实现结构和各节点的基本构成方案,最后给出有关试验结果。在磁浮列车试验线上。基于文中所述的运行控制系统的总体设计,建立了相应的硬件系统,开发了相应的控制软件,并进行了车载试验。

二十一世纪若干电工新技术产业化展望

根据二十世纪下半叶电工新技术的发展和我国二十一世纪上半叶经济与社会发展的实际需求 ,重点介绍了可能迅速发展 ,形成强大新兴产业的可再生能源发电 ,高速磁悬浮列车 。

中低速磁浮列车悬浮诊断系统数字信号处理器在线升级方法

针对中低速磁浮列车悬浮诊断系统DSP(数字信号处理器)程序升级操作繁琐的问题,设计了一种基于既有诊断网络CAN(控制器局域网)总线的DSP程序在线升级方案。在DSP程序升级时,升级终端将升级指令和升级程序的文件发送到CAN总线。DSP识别到升级指令后转至升级工作模式,接收新程序文件并将其烧写到闪存中,从而实现在线升级。测试结果表明,该方法能安全、高效地对单个或批量的DSP完成程序在线升级。

中国需要高速磁悬浮列车

20世纪 ,高速磁悬浮列车的发展令人瞩目 ,高速磁悬浮列车技术已成熟到可建造实用运营线的程度 ,从而使人类地面客运的速度可望在 2 1世纪中前期达到 5 5 0km/h的新水平。文章简要叙述了高速磁悬浮列车的发展、特点与优势 ,它主要适用于长距离、大城市间、大流量的客运。从我国的国情与未来需求出发 ,指出它最适合于我国高速客运专线网的发展 ,就京沪高速铁路而言 ,也比高速轮轨列车有着明显的优越性 ,发展高速磁悬浮列车体系是当务之急 ,并对当前应抓紧试验运营线的建设等工作提出了建议。

磁悬浮列车的发展及应用

简述了磁悬浮列车在德国、日本、英国、中国的发展概况及其作用原理与优缺点,展望了磁悬浮铁路的发展趋势。

中低速磁浮列车U形电磁铁的电磁力特性分析

由于中低速磁浮列车车体携带较重的初级线圈,影响了列车载客能力和牵引动力,为了提高中低速磁浮车的运载能力,必须提高U形磁铁的悬浮和导向能力。以国内已经开通运营的2条中低速磁浮试验线中U形电磁铁基本结构参数为例,建立U形电磁铁的3D有限元仿真,根据电磁力仿真结果,分析得到影响电磁力特性的主要结构参数为铁芯长度、磁极宽度、线圈厚度和励磁电流等,根据仿真计算结果,总结上述参数对电磁力特性的基本规律。根据主要结构参数的作用规律,更新了原来参数设计值,仿真结果验证了上述规律的正确性和新参数值的合理性。

中速磁悬浮列车分段式长定子永磁直线同步电机牵引控制策略

采用分段式长定子永磁直线同步电机牵引的中速磁悬浮列车在定子段换步时,相邻定子段绕组交链的永磁磁链的改变会导致牵引力损失,除此以外,在牵引过程中,馈电电缆长度的增加使得电机漏阻抗增大,在变流器供电容量的限制下,列车无法在试验线中完成全速度运行。该文首先建立含有定子段换步的长定子永磁直线同步电机数学模型,在此基础上,提出全速度运行的换步控制策略,以及适用于该电机的弱磁控制策略。该策略对q轴电流实时分配,保证在换步区间相邻定子段的q轴电流均跟随参考值;利用电机端电压计算得到d轴电流参考值,使电机在id=0控制和弱磁控制两种工况之间平滑切换。通过硬件在环实验,验证了采用所提策略可在线路长度和变流器容量限制下,实现列车全速度运行,并消除电机在定子段换步时的牵引力损失。

中低速磁浮列车中置式悬浮架的耦合姿态分析

研究中低速磁浮列车中置式悬浮架防侧滚和解耦能力,分析落车、悬浮两种状态下的防侧滚梁受力状态,并对单悬浮架进行落车状态防侧滚试验。基于几何及运动关系分析悬浮架理论耦合姿态,讨论悬浮架受到垂向激扰时的运动规律,以及防侧滚梁组件的结构参数与耦合姿态之间的关系。研究结果表明:中置式防侧滚梁方案能够满足悬浮架防侧滚要求,同时还具备较好的垂向运动解耦能力,一侧悬浮模块受到垂向激扰时对另一侧影响较小,有利于悬浮稳定性;较长的片梁有利于悬浮模块之间的垂向运动解耦,同时能减小吊杆的摆动角度;吊杆长度对悬浮模块之间的垂向运动解耦影响不明显,对其摆动角度与摆动幅度具有相反的影响规律,建议吊杆长度取0.15~0.20 m。

中低速磁浮列车悬浮间隙传感器所处环境空间电磁干扰的研究

中低速磁浮列车悬浮间隙传感器所处环境周围存在着多种电磁干扰,特别是悬浮磁场的漏磁和车辆运行时磁浮轨道感应产生的端部涡流磁场,这些磁场有可能通过检测线圈的耦合进入传感器的电路,影响悬浮间隙的检测。文中研究了这两种电磁干扰,在单磁铁模块模型的瞬态磁场仿真基础上,分析认为它们是一种低频干扰,并从屏蔽和滤波2个方面提出了解决方法。基于传感器检测频率与干扰频率的差异性,设计了一种FIR高通滤波器,仿真结果表明其抑制干扰效果良好。

考虑涡流效应的端部悬浮系统建模与控制器优化设计

通过分析涡流效应原理并利用有限元法对端部悬浮电磁场进行数值仿真,获取了涡流效应对端部悬浮电磁铁悬浮力影响的关键因素,并建立了考虑涡流效应的端部悬浮系统模型。针对列车运行过程中悬浮系统的动态特性,提出了一种不改变现有标称控制器结构的参数优化算法。优化后的控制器已成功应用于长沙磁浮快线,实际运行数据表明端部悬浮系统的鲁棒性和抗干扰能力得到了显著提升。

磁浮列车悬浮控制系统工程化应用中的关键技术

悬浮控制系统是磁浮列车的关键系统,也是磁浮列车区别于轮轨列车的主要特征之一,其主要功能是通过对电磁铁线圈励磁电流的调节,使车辆与轨道之间保持8～10mm的稳定悬浮间隙。介绍了在中低速磁浮试验线悬浮控制系统的基础上,面向国内第一条工程化中低速磁浮交通系统——长沙磁浮快线的建设需求,分析了悬浮控制系统从试验产品向工程化应用过程中遇到并解决的可靠性设计、抗干扰设计、车轨耦合振动、轨道台阶激扰等关键技术问题。工程实践结果显示,我国自主研发设计的中低速磁浮列车悬浮控制系统已经达到工程应用水平。

长沙中低速磁浮列车磁浮走行部的组装工艺

磁浮走行部作为悬浮、导向、牵引、制动和走行等功能的车辆部件,是长沙中低速磁浮列车的重要组成部分。磁浮走行部的装配方法、装配精度和可靠性是磁浮走行部组装工艺的重难点。选取迫导向机构组装、机械配合、空气弹簧配置、悬浮架在轨移动等典型工艺,阐述了相应的工艺技术要点。