机车驾驶室垂向动力学建模与舒适性问题研究

为了研究机车在行驶过程中不同速度下的机车驾驶室座椅地板的振动情况,判断其不同速度下的舒适性,降低机车驾驶人员在振动环境中引起职业病的可能性。本文应用子结构法构建了机车多体动力学模型,计算了在不同行驶速度工况下的驾驶室座椅地板处的振动加速度,结合舒适性标准确定不同速度下驾驶室座椅舒适性情况;针对120 km/h行驶速度计算宽轨电力机车驾驶室座椅地板处的随机动态响应,明确其峰值最大值所在的频率范围。分析结果表明:随着速度的提高,宽轨电力机车的驾驶室座椅地板的垂向振动加速度明显增大,舒适性等级由1级变为3级,舒适性明显降低。在频率点16.489 Hz和18.815 Hz时振动位移和振动加速度会产生峰值。

温室用纯电动牵引底盘结构设计及性能仿真研究

传统燃油农用机械在温室大棚内部作业时,会产生尾气污染、噪声等危害劳动者身体健康的不安全因素。针对以上问题,设计了一款基于轮毂电机四轮独立驱动可升降的多功能纯电动牵引底盘。牵引底盘的设计旨在不仅可以挂载传统农业作业装置,而且可以搭载其他智能农业装备完成农忙时的犁耕、旋耕等作业,或闲时用于作物生长环境监测、病虫除害等作业。牵引底盘前后轴距设计为1.2m,左右轮距设计为1m,最小离地间隙255mm,最高离地间隙335mm,整机质量225kg。根据设计要求,选择三元锂离子电池做为整个底盘的能量提供单元,驱动电机选用轮毂电机。牵引底盘设计额定牵引力为2600N,额定功率为6kW。通过Matlab/Simulink对整个底盘进行动力学性能仿真分析得出:底盘最高时速55km/h,最大牵引力3700N,最大爬坡度30°,在犁耕作业工况下的可持续作业时间为1.2h。研究结果可为后续实验研究提供样机,进而为温室用纯电动机械提供设计参考。

卧式五轴数控机床电主轴的动态特性分析及振动抑制优化

针对某卧式五轴数控加工中心电主轴动态特性较差、测试过程中振动量大的问题,对其建立动力学模型,利用Ansys Workbench对其进行模态分析,解得固有频率及模态振型。基于仿真结果及电主轴结构原理,诊断为电主轴后端悬伸量较大,外部连接法兰与主轴后轴承盖及冷却水套间隙量较大,导致机床固有频率低,动态特性差。针对上述原因对电主轴后端悬伸部增加辅助支撑优化设计,进行模态仿真分析,通过优化前后固有频率及临界转速数据对比验证其可行性。将优化设计应用于实际,并对电主轴进行振动测试,试验表明:电主轴振动量大幅减小,优化设计合理。研究结果为卧式五轴数控机床电主轴系统动态特性的改善,提供了优化思路和设计方法。

电牵引滚筒采煤机变频调速节能控制技术

对电牵引滚筒采煤机的变频调速过程进行节能控制,可以提高煤矿企业的经济效益。为了降低电牵引滚筒采煤机变频调速的能耗,提出一种电牵引滚筒采煤机变频调速节能控制技术。选择MG180/435-W型电牵引滚筒采煤机为实验对象,利用变频调速装置实现电牵引滚筒采煤机的能耗控制。通过电牵引滚筒采煤机的运动学分析,制定电牵引滚筒采煤机变频调速装置的能耗控制方案,在不同方案下,启动采煤机变频器,通过调速实现变频调速装置的能耗控制,测试了转速和频率对电牵引滚筒采煤机能耗的影响。结果表明,在矢量控制方案下,将牵引转速和滚筒转速设定为400 r/min、频率为62 Hz时,电牵引滚筒采煤机的能耗最低;在恒压控制方案下,将牵引转速和滚筒转速设定为600 r/min、频率为135 Hz时,电牵引滚筒采煤机的能耗最低,通过电牵引滚筒采煤机的变频调速,降低电牵引滚筒采煤机变频调速的能耗。

内电混合动力机车多出风口牵引风道流场优化研究

文章采用计算流体力学软件,对内电混合动力机车牵引风道内流场特性进行仿真分析。针对原设计方案牵引风道各出风口风量与需求风量的不匹配问题,提出了在风道内增加挡板的多目标优化算法,研究挡板安装位置和尺寸参数对出风口风量分配的影响规律;基于上述影响规律对挡板参数进行微调,设计了16组优化模型,研究各优化模型的出风口风量与需求风量的匹配性,从而寻找最优模型。结果表明,最优模型的出风口风量与需求风量的相对误差较原设计方案显著降低,各出风口风量基本接近需求风量。

基于UG的矿用电机车制动系统的建模及仿真

矿用电机车的制动性能关系井下运输的效率与人员安全,良好的制动性能是机车安全的重要保障。基于矿用电机车制动系统的制动原理,建立了电机车制动过程的数学模型,针对电机车制动系统的动态特性,应用UG软件对电机车的制动系统进行建模仿真,并对其在不同工况条件下的制动性能进行仿真分析,得到了矿用电机车在满载时制动系统的制动性能,为制定地下矿机车紧急制动策略提供了参考。

ETAP软件在孟加拉国帕德玛水厂项目的电气设计应用

以孟加拉国帕德玛水厂项目电气设计中ETAP软件的工程应用为例,针对海外工程设计工作遇到的当地供电电网供电质量较差、电压波动较大,气候环境严苛,操作人员技术水平低下的现实情况,设计院需要一套国际业主认可的电力电气综合分析系统,以计算机仿真与分析方法代替传统的人工计算和设计工作,提高设计效率,节省人工时,确保按时高质量履约。介绍了该海外给水项目中取水泵站、净水厂、加压泵站3个场站的电气设计和仿真计算。总结了工程中电气设计的主要应用成果,对今后市政行业电气工程应用ETAP完成仿真计算起到推广和借鉴作用。

电气化铁道牵引变电所对电力系统影响及治理的仿真研究

电气化铁道的电力牵引机车是单相负荷,具有冲击性、不对称和非线性的特点。随着高速重载铁道建设的快速发展,低阻抗、高过载能力的V/V牵引变压器得到广泛使用,对电力系统及其它电力用户的影响也越来越大,引发的电能质量投诉和供电障碍时有发生,已经引起电力部门、铁道部门的高度重视。通过对V/V接线牵引变电所和电力机车对电力系统的影响和治理进行仿真研究,探讨电气化铁路电能质量分析和治理的仿真方法,以确保供电质量。

丘陵山区农用仿形行走动态调平底盘设计与试验

针对丘陵山区农业机械通过性差、车身难以保持水平、机械化薄弱的问题,设计了一种丘陵山区农用仿形行走动态调平底盘。底盘4组调平悬架的悬臂夹角可精确调节,不仅能在崎岖地面上实现全时多轮驱动、多自由度仿形行走,而且通过悬架悬臂夹角调节实现车体调平控制,同时解决丘陵山区农用动力底盘行走、作业的两大难题。底盘在仿形行走过程中,倾角传感器实时测量车身倾斜角度,并计算出各悬架悬臂夹角瞬时调节量,精确调整各悬架悬臂夹角实现底盘动态补偿调平。参照中小型东方红500型农用拖拉机设计底盘样机,建立虚拟样机三维模型,并导入动力学分析软件ADAMS中进行仿真分析,底盘在多自由度仿形行走过程中,可在0.5°精度范围内实现动态调平。研制小比例样车,通过土槽试验验证底盘在多自由度仿形行走过程中,可在1°精度范围内实现动态调平。仿真、土槽与自然地面试验验证了理论分析和计算结果,为丘陵山区农用仿形行走动态调平底盘应用提供参考。

电力机车主变压器空载合闸瞬变过程仿真

电力机车主变压器空载合闸电磁瞬变过程复杂,常规工程计算方法精度与效率不高。为此引入复合短路阻抗,将多绕组变压器模型简化,并在MATLAB/PSB中建立了能够反映多绕组电力机车主变压器空载合闸的仿真模型。结合模型给出了其等值阻抗、合闸初始相位角、剩磁和饱和特性对其空载合闸产生的励磁涌流影响的分析。仿真结果为电力机车主变压器的继电保护、电磁设计和运行系统控制提供了重要的理论依据。

电气化铁路牵引供电系统车网耦合的潮流计算方法

以多导体传输线模型为基础,推导了牵引变电所和分区所等值电路,构建了适用于不同结构和供电方式的牵引网统一数学模型。对列车牵引传动系统利用参数辨识的方法,建立了感应电动机并联静止负荷的数学模型,实现对列车更准确建模。以此为基础,开发了基于车网耦合潮流计算的电气化铁路牵引供电系统仿真软件。实例计算表明,该方法充分考虑列车与牵引供电网的交互影响,能够更真实地反映牵引供电系统的潮流分布,具有重要的工程应用价值。

6-UPU电动平台动力学完整模型与简化模型仿真分析

以6-UPU电动平台为研究对象,分析其构型不同点,在考虑电动缸质心偏离轴线位置与丝杠装置绕自身转动的基础上,基于运动学分析建立了完整的动力学模型并写成一般形式。以工程实际中的低速大负载电动平台为例,对完整与简化两种动力学模型进行了仿真分析,其误差度在1%~2.2%的范围内,验证了动力学模型简化条件的合理性。实例表明,所建模型对类似构型的运动平台有一定的通用性。

SS_3型电力机车牵引运行仿真

本文通过建立并求解电力机车的多组电气方程,充分考虑电力机车的操作及运行特点,供电系统网压波动等因素,实现并完成了SS_3型电力机车的牵引运行仿真,为实现可控硅电力机车的牵引运行仿真提供了基础。文中所涉及到的机车特性曲线都采用实测结果的拟合曲线,使仿真结果更加接近实际。最后结合实际线路,本文作了网压对机车运行特性的影响分析。

加州电力危机的动态仿真和防御对策分析 (一)模型的建立和定性分析

通过数字仿真再现了2000年加州电力危机的动态过程,提取其时间响应曲线的稳定性特征,进行定性和定量的分析,研究电力市场的稳定性机理和可能的防御对策。文中建立了加州电力市场长期动态的近似模型,定性分析了备用容量、投资、长期合同、用户侧电价及阻塞等因素对加州电力危机的影响。

城市轨道交通直流牵引供电系统的仿真研究

基于电路理论和CAD技术,详细阐述了一种适合于城市轨道交通牵引供电系统的仿真分析法。这种方法不仅能为城市轨道交通的新建和扩建方案的论证、设计提供分析数据,而且还可以对牵引变电站供电系统的技术参数进行计算与校核。本文提出的仿真分析法,已成功地应用于上海地铁一号线、二号线、东方明珠线的牵引供电系统的研究,其结论与国外咨询设计公司所提供的结果十分吻合。

三峡—华东HVDC辅助频率控制的动模试验

通过大规模动模试验分析了三峡—华东高压直流 (HVDC)输电系统加装辅助频率控制器后的动态特性。试验结果表明 ,加装了辅助频率控制器的HVDC系统能在两侧交流系统发生大扰动时 ,实现两侧系统之间功率的相互紧急支援 ,可显著改善两侧交流系统频率 ,并能在多回直流输电线路中实现功率的平稳转移 ,经济效益显著。通过试验也初步揭示了HVDC辅助功率调制对交流系统稳定性以及对HVDC系统自身稳定性的影响 。

“天梭”号电力机车参数优化及动力性能仿真分析

基于机车车辆-轨道耦合动力学理论,运用经多次实车线路试验验证的动力学仿真软件系统TTISIM,研究了部分悬挂和结构参数对“天梭”号交流传动电力机车运动稳定性的影响,仿真计算了该机车在弹性结构轨道上的整车动力性能,并根据铁道机车车辆动力性能评定标准和规范对该机车动力性能作了全面、综合评估。研究结果表明:合理选择动力学参数有利于提高机车运动稳定性;机车参数改进后能满足200km/h高速运营的需要,所有动力性能指标均具有不同程度的安全裕度。

加州电力危机的动态仿真和防御对策分析(二)定量分析和危机的防御

通过长期动态仿真,再现了加州电力危机,定性地分析了各种因素对电力市场稳定性的影 响,指出了实验经济学的重要性。通过引入电力市场的稳定裕度和稳定域概念,用灵敏度技术直接 估计各种稳定措施的临界控制量,定量研究了预防控制、紧急控制和协调控制的效果。

考虑牵引负荷模型的暂态稳定计算

利用PSASP的用户程序接口(UPI)功能,在Windows环境下,采用动态链接库交换文件数据信息,实现将一种牵引负荷模型接入电网进行暂态稳定仿真计算。对比牵引负荷模型与传统负荷模型对系统暂态稳定计算的影响,结果表明:牵引负荷模型对电压扰动的敏感度大于恒阻抗模型而小于感应电动机模型;牵引负荷模型的功角阻尼特性优于恒阻抗模型而次于感应电动机模型,且随着牵引负荷比例的提高,阻尼比增大,故障极限清除时间减小;与感应电动机模型相比,采用牵引负荷模型时的暂态稳定性更高。

矿山牵引电机车控制系统的仿真

矿山牵引系统要求牵引电机起动力矩大、稳定性好、过载能力强等,根据矿山的实际情况,对矿山牵引系统双电机拖动系统的简单平均模型进行建模仿真,采用矢量控制算法设计交流矿用电机车变频调速系统并进行仿真,仿真验证系统能满足矿山牵引的需要,具有良好的鲁棒性。