2万吨重载列车牵引启动工况的纵向冲动分析

车钩是重载列车的传递纵向冲击的关键部件,车钩力大小对重载列车的运行安全具有重大影响.为分析2万吨重载列车在不同牵引工况启动时的车钩力的大小,基于列车纵向动力学理论、列车操纵方法以及钩缓装置动力学建模方法的基础上,建立了HXD1型机车和C80型运煤敞车编组的2万吨重载列车纵向动力学模型,分析了重载列车在不同牵引力、从控机车滞后及其不同车钩间隙时牵引启动的车钩力分布规律.通过分析可以得出:牵引力提升速度对稳态车钩力大小影响不明显,而牵引档位的增加,稳态最大车钩力明显增加,在保障列车能正常牵引启动的同时应减小牵引档位;随着主控机车与从控机车启动相差时间的增加,编组车辆中部及尾部的拉钩力增加,应尽可能地保障列车同步操纵;重载列车车钩间隙对启动时车钩拉力影响明显,应重视加强对车钩间隙的检修,同时配合牵引杆的使用可以降低车钩力.

牵引变压器低电压启动过电流保护的试验及分析

通过日常维护中的试验对牵引变压器保护装置的性能进行验证,对维护变压器的可靠运行有着举足轻重的作用。本文在阐述牵引变压器低电压启动过电流保护的基本工作原理的基础上,详细介绍了此种保护电压、电流参数的形成回路,探讨了低电压启动过电流保护的保护功能试验时虚拟电量测试范围、步长、时间变量步长的计算方法,并通过实验验证了此方法下试验的可靠性和准确率。

基于模型辨识的新型牵引供电系统直流馈线保护原理

基于双向换流器的柔性直流牵引供电系统中,直流线路故障电流上升速度极快,且机车启动同样会造成馈线电流快速增长,其暂态特征和远端故障电流相似,要求保护在极短时间内区分两者。对此,提出基于模型辨识的直流馈线保护方法,通过模型辨识原理求解时域微分方程,从而求解不同时刻的等效电阻,同时对所计算的等效电阻进行统计分布验证,并利用方差系数构造保护判据。所提方案能够在5 ms内准确区分故障电流和机车启动电流,实现保护的可靠动作。大量仿真结果表明,在过渡电阻为100Ω的短路故障下保护依然能可靠动作,同时具有30 dB的抗噪声能力和100μs的耐同步误差能力。

基于牵引制动特性的地铁车辆启动策略优化研究

地铁车辆启动控制策略需确保车辆在全线路启动不发生后溜,并且启动冲击在满足不大于0.75m/s^(3)基础上尽可能小,启动时长尽可能短。文章基于现有整车牵引力达到一定阈值后需发送保持制动缓解指令的控制策略,根据车辆牵引制动特性参数提出了当牵引级位达到一定阈值时发送保持制动缓解指令的优化控制策略,通过建立车辆启动加速度模型与后溜时刻车辆受力模型求解发送保持制动缓解指令时刻的级位值。理论分析与现场测试结果表明,在满足车辆全线路启动不后溜的前提下,文章提出的优化策略使得车辆启动冲击明显降低,启动效率明显提升。该优化方案可为地铁车辆启动控制策略提供参考,根据不同的牵引制动特性可求解出不同的保持制动缓解指令发送时的级位阈值。

转子电阻变化对电力牵引感应电机起动转矩的影响

列车运行范围广、路况复杂,在最困难的区段也要能够快速平稳起动,这就要求电力牵引感应电机能够提供足够大的起动转矩。影响起动转矩的因素主要是转子电阻的变化,而影响转子电阻变化的关键因素则是电机的温升。本文首先从转差频率和磁场定向两个方面分析了电力牵引感应电机的牵引特性,证明了转差频率和磁场定向的本质统一。在此基础上,分析了转子电阻变化对电力牵引感应电机转差频率和磁场定向的影响,以及对起动转矩的影响。利用TMS320F2812构成的控制系统,采用矢量控制技术,对电力牵引感应电机进行了起动转矩的理论验证实验。实验结果表明,转子电阻对电力牵引感应电机的起动转矩影响很大,温升是影响转子电阻变化的主要因素。

城市轨道交通牵引计算模型

为了优化城市列车牵引计算与运行模拟系统的单质点简化模型,提高计算准确性,在快速牵引策略模型的基础上,构造了城市轨道交通列车牵引计算与仿真的多质点优化模型.将列车模型构造为由多个质点构成的质点链,考虑了列车长度在附加阻力计算中的影响;通过工况转换的优化,合理选择惰行起点以及控制速度波动幅度;提高中间过程计算精度,运用反向递推试凑法寻找进站制动起点.多质点模型与单质点模型的计算结果对比表明,技术速度提高了5%～20%,总能耗降低了5%～20%,进站制动初速度降低了5%～25%,该模型可行.

直线电机轮轨交通系统牵引坡度及启/制动距离计算研究

直线电机轮轨交通是一种采用直线感应电机LIM牵引的新型城市轨道交通形式。在分析直线电机轮轨系统列车牵引和制动特性的基础上,从列车受力分析的角度,建立直线电机线路参数分析的模型;利用该模型,计算得到直线电机轮轨线路的安全牵引坡度及启/制动距离。

并联混合动力汽车起步过程TCS研究

利用电机响应速度快的特点,设计了基于电动机和发动机输出转矩控制的联合控制策略。建立了混合动力汽车起步加速过程的动力学模型,并在Matlab/Simulink平台中对车辆起步加速过程进行仿真研究。结果表明,电动机和发动机联合控制的控制策略能有效控制驱动轮的滑动率,提高车辆的起步加速性能。

基于类滑模观测器的电梯启动转矩控制研究

人们不仅要求现代化的电梯具有高的安全性和可靠性,也要求获得舒适的乘梯体验。因此电梯在启动瞬间需要快速建立启动转矩来平衡负载转矩以免乘客产生失重感。本文提出了一种基于类滑模观测器的负载转矩观测方法,并将观测到的负载转矩作为前馈量补偿到电流环以快速建立启动转矩。该观测器引入了自抗扰控制中常用的幂次函数,不仅可以有效的解决常规滑模观测器中的抖振问题,也能提高系统的动态响应性能。本文采用李雅普诺夫稳定性理论证明了类滑模观测器的稳定性并分析其动态性能,确定了参数的取值范围。最后,在Saber仿真平台中搭建电梯曳引系统来验证本文方案的有效性。

砾卵石起动临界条件

阐述了砾卵石均匀沙的运动机理,通过对附加质量力和床面颗粒相对暴露度参数的引入,推得了均匀沙起动无因次拖曳力公式,并对公式中的系数进行了计算。结果表明,在起动状态一定时,该系数并非为一个常量,而是介于某个区间,且随颗粒在床面上的相对暴露度的变化而变。通过转化推得了散粒体均匀沙起动流速公式,同时考虑了砾卵石扁度的影响,其系数同样不是一个常量,同学者们的公式相对照较为合理,该系数包含了其它公式的系数。结论部分可以解释为何不同的作者通过实验所拟合的系数各异,且差别较大,说明文中公式基本能反映均匀沙的起动特性。

专用挂车起步性能优化

运用CATIA软件建立了一种专用挂车的三维模型,导入到ADAMS软件中,建立了模型各个部件的约束关系,并计算了挂车以15 km/h起步时牵引杆受牵引车牵引产生的水平振动加速度。针对原牵引杆结构造成牵引冲击过大的缺陷,设计了碟形弹簧的缓冲机构,对牵引杆的结构进行优化,仿真并验证了缓冲机构的可行性,最终将牵引杆起步产生的水平振动降低了26%,优化了挂车的起步性能,提高了牵引杆的疲劳寿命。

基于横联线电流比原理的全并联AT牵引网故障测距装置

全并联AT(Auto-transform er)供电牵引网发生故障后,能够快速准确判断出故障类型,标定故障点位置对确保电气化铁路安全可靠运行是至关重要的。通过分析全并联AT(Auto-transform er)供电牵引网各种故障线路满足的电量方程,得到故障测距用横联线电流比原理。以典型的全并联AT供电方案为例,详细讨论了由工程实际中能测量到的电气量计算出测距公式中所需物理量的方法,提出了装置起动及数据同步原理,给出了故障测距的系统实现方案,基本上解决了各种故障类型的判断,故障点标定问题。

地铁B型车爬坡能力及提高地下正线坡度可行性探讨

通过仿真计算和列车运行模拟等方法,探讨地铁正线采用50‰坡度的机理和可能性,以及与此相关的技术问题。从理论和实践两方面,对地铁B型车的爬坡能力、列车故障时的启动坡度、空车救援损失全部动力超员列车的最大启动坡度等进行研究,证明B型列车通过50‰坡道对运行速度影响不大。因此提出几点建议:一是调整现行的《地铁设计规范》,允许山城快速轨道交通地下线的坡度突破35‰,以利减少车站埋深;二是调整空车救援故障列车理念,提高故障列车救援时的启动坡度;三是注意盲目扩大列车动力的倾向,增强节能意识;四是国家应对快速轨道交通车辆进行规范化管理和研发。

地铁车辆用永磁同步牵引电动机地面试验研究

在对地铁车辆牵引系统介绍的基础上,阐述了永磁同步牵引电动机的数学模型。根据永磁同步牵引电动机的特性及地铁车辆的运行特点,在地面试验平台上实现了永磁同步牵引电动机的恒转矩、弱磁控制和高速时的带速度重新投入控制,并给出了试验结果。从系统效率的角度与异步牵引系统进行了对比,结果表明,永磁同步牵引系统效率高。地面试验为永磁同步牵引电动机在地铁车辆上的装车应用奠定了坚实的基础。

电梯无齿曳引机启动转矩补偿的建模和仿真

电梯抱闸打开瞬间,由于曳引轮两边悬挂重量不平衡,电机负载力矩发生突变,轿厢出现溜车和抖动现象,影响电梯起动时的舒适感。预转矩功能使电机提前输出一个电磁补偿转矩,实现电梯的平滑启动,常见的预转矩方法是带称重装置的。提出一种基于ERN1387编码器高精度细分的无称重装置的起动转矩补偿方法,用Simulink仿真软件搭建了曳引机械系统、正余弦编码器和曳引电机的仿真模型。仿真结果验证了该转矩补偿方法的可行性和有效性。

抑制异步牵引电机启动峰值电流的控制策略研究

针对直接转矩控制(Direct Torque Control,简称DTC)模式下异步牵引电动机启动峰值电流过大的问题,提出了一种抑制异步牵引电机启动峰值电流的转矩和磁链同步控制策略。根据两相静止αβ坐标系下异步电机的数学模型,利用Matlab/Simulink软件包中的S函数模块和基本模块,构建出交流异步电动机直接转矩控制系统的仿真模型,对其在转矩和磁链不同控制策略下的启动过程进行了动态仿真。仿真结果与目前牵引电机运行的数据接近,证明了该仿真模型的合理性和有效性。这表明,采用转矩和磁链同步控制策略至少可以降低2/3的启动峰值电流。

收纳高速动车组的《列车牵引计算规程》刍议

我国开通运营和正在建设的高速铁路里程已双冠全球。中国高速动车组(CRH系列)已规模制造和广泛采用,所以未来修订《列车牵引计算规程》收纳动车组已是大势所趋。动车组与机车牵引式列车的编组不同,是动车(M)和拖车(T)的固定编组,可以直接为列车牵引计算提供在平直道上所有运行工况下的列车单位合力数据。由于彼此的回转质量系数不同,高速动车组和机车牵引式列车虽然均遵循列车运动方程,但具体计算列车加速度、运行时间和运行距离等公式的相关系数存在差异。此外,一些意见和建议可供未来修订《列车牵引计算规程》参考,诸如删节图表、合并机车单位基本阻力公式、深入探究起动阻力、附加阻力(曲线阻力、隧道阻力等)以及系统计算精度等。

分布式牵引供电故障录波系统的设计

电气化铁路牵引供电系统对故障数据的记录仍然局限于故障局部分析,无法实现高层次的系统分析。分析了传统录波系统存在的不足,提出了异地同步启动触发录波的主要原理,以及详细的录波启动判据。给出了故障录波系统的构成方式、系统性能及主要功能说明。最后,给出了在北京西客站开闭所和衙门口牵引变电所装设的故障录波系统的运行实例。

一种空气制动牵引起动封锁功能的故障分析与改进

分析了某轨道交通地铁车辆空气制动牵引起动封锁功能的控制逻辑,指出了该控制逻辑存在的严重缺陷,得出在保持制动施加情况下导致列车抱闸牵引运行的原因。针对控制逻辑存在的缺陷,提出了空气制动牵引起动封锁控制逻辑的改进方案,该方案采用故障导向安全的设计理念,控制逻辑完善可靠,能够为列车提供强有力的安全保护。

电力电子牵引变压器整流级启动优化控制策略

在电力电子牵引变压器(PETT)的启动过程中,存在着启动缓慢和产生冲击电流的问题。针对PETT整流级启动过程中冲击电流产生原因和产生过程进行了分析,并针对整流级启动过程提出了三段式恒定电流启动策略,实现了整流级启动速度、启动电流可控,抑制冲击电流的功能。对所提出的启动策略所需启动时间进行了计算,推导了估算公式,并计算了启动电阻损耗。相比于传统启动策略,文中所提出方法在无冲击电流的基础上,能降低23%~50%的整流级启动时间。通过Matlab/Simulink仿真验证了所提出的整流级启动策略的可行性和有效性。