我国氢能源列车发展研究

为实现可持续交通,可替代能源技术的研究和应用成为未来发展重点,而氢能列车被视为实现未来碳中和的创新解决方案之一。通过梳理国内外轨道交通氢能列车的研制情况,结合近年来氢能列车的采购趋势分析了未来氢能列车的市场前景,基于氢能产业、技术研发、政策扶持、运营模式等方面,剖析了欧洲氢能列车快速增长的原因,总结氢能列车应用的关键因素,并结合氢能产业链,从氢能列车的上游氢能源成本、中游燃料电池系统、下游列车续航里程和运营成本分析了制约我国氢能列车发展的主要因素,提出加大氢能及燃料电池的政策扶持力度、降低氢能列车运行成本、降低氢能列车总成本、提高氢能列车性能、谋划氢能列车的应用场景等发展氢能源列车的建议。

基于LLC谐振变换器的电力电子牵引变压器控制策略研究

采用电力电子牵引变压器取代传统工频变压器可实现高速列车牵引变压器小型化、轻量化的目标。针对由级联H桥变换器和LLC谐振变换器组成的电力电子牵引变压器,首先研究级联H桥变换器的电压电流双闭环控制策略,分析LLC谐振变换器功率反向流动的工作原理及变换器增益特性,提出采用变频控制实现功率双向流动的控制方法。为解决系统的功率平衡问题,提出一种基于LLC谐振变换器的功率平衡控制策略。该方法前级级联H桥变换器只进行基本控制,通过对后级LLC谐振变换器进行电压平衡控制,从而实现系统的功率平衡。搭建电力电子牵引变压器仿真模型和实验样机,仿真和实验结果表明所提出的控制策略能够实现功率双向流动,且各功率单元的传输功率保持一致,实现了系统的功率平衡。

电力电子牵引变压器无电流传感器均流控制方法研究

选用级联H桥变换器和双有源桥式变换器的电力电子牵引变压器存在直流电压平衡控制和输出电流均衡控制问题,即功率平衡控制问题。针对此问题,本文提出一种功率平衡控制策略,该控制策略由电压平衡控制方法和基于双有源桥式变换器的无电流传感器均流控制方法两部分组成。其中,所提出的无电流传感器均流控制方法依据双有源桥式变换器的功率表达式得出,该方法使用计算电流值替代实际电流值来完成均流控制。构建系统仿真模型,对所提出的功率平衡控制策略进行了仿真研究。设计并搭建了两个功率单元组成的实验平台,对上述控制策略进行了实验研究。仿真与实验结果一致,验证了本文所提出的电压平衡控制方法及无电流传感器均流控制方法的正确性和有效性。

空轨系统在铁路多式联运集疏运中的应用前景探讨

大力发展铁路多式联运对我国运输结构调整、铁路高质量发展具有重要意义,但铁路多式联运集疏运却一直面临着基础设施缺乏、运输效率低、运输成本高的问题。考虑到空轨系统能够较好地解决铁路多式联运集疏运物理层面的衔接难题,故探讨其在铁路多式联运集疏运中的应用前景。首先,分析铁路多式联运现有集疏运存在的问题及其发展方向;其次,介绍空轨系统的构成及作业流程,以青岛港前湾港区集装箱智能空轨系统为例对空轨系统的构成及优势进行说明,并分析了空轨系统在铁路端、码头端、物流园区端的集疏运作业流程;最后,结合空轨系统在青岛港前湾港区的应用经验以及SWOT分析,梳理了空轨系统的适用场景、建设要求以及研究方向。

高速列车电磁接触器可靠性评估方法

电磁接触器的状态对高速列车的运行安全至关重要。目前高速列车中电磁接触器缺乏有效的测试与评估方法,导致接触器的可靠性状态信息未知,给高速列车的正常安全运行带来了极大隐患。针对这一问题,首先对高速列车电磁接触器的失效机理进行分析,进而提出一种接触器可靠性评估方法。该方法建立接触器触点间隙的退化模型,通过接触器有限元及动力学仿真模型的分析,推导超程时间的退化模型,进而得到接触器剩余寿命的预测模型。为了验证上述方法的有效性,设计并搭建接触器可靠性测试试验平台。基于西门子3RT1017-2KF41电磁接触器开展可靠性寿命试验,利用接触器剩余寿命预测模型对接触器的剩余寿命进行预测。结果表明,所提出的高速列车电磁接触器可靠性评估方法能够对接触器的剩余寿命进行准确预测,为高速列车电磁接触器的状态监测及维护维修提供了重要参考。

高速列车铝合金超声波法残余应力检测误差分析

为了研究超声波残余应力检测技术在高速列车关键部位残余应力检测时,不同误差对测试数据的的影响,以A5083及6005A为研究对象,研究了其织构各向异性与超声传播时间的关系,并分析了频率对测试深度应力系数的影响.结果表明:在平行与垂直材料轧制方向,A5083材料声波传播在拉压应力状态下应力系数差别相对较小,偏差约为4.26%;6005A材料在拉压应力状态下应力系数差别相对偏大,拉应力和压应力拟合的应力系数偏差率约为13.12%,均需单独标定;不同频率声波探头测试的深度不同,所标定的应力系数值差别较大,焊缝区域在拉压应力状态下应力系数变化最为明显,最大变化率为30.69%,热影响区和母材的变化率分别为14.03%和9.66%.

铁路变轨距列车发展现状及应用前景研究

在对比分析国际常见的跨轨运输方式及其优劣势基础上,总结国外典型变轨距列车的发展历史与关键技术特点,分析我国变轨距列车在轨距适应性、高速变轨、性能验证等方面的发展趋势,以及在跨国班列和国际旅客联运方面的应用前景,以期更好地应对轨距差异带来的货物流通效率限制,提高我国在国际铁路联运市场的竞争力。

9Cr18不锈钢半固态控温冷却显微组织特征

利用Gleeble3800热模拟试验机研究了不同冷却速率和不同保温温度条件下9Cr18不锈钢半固态控温冷却显微组织特征及硬度变化规律。结果表明:经不同速率由半固态冷却至室温后,显微组织仍存在固相区和液相区,固相和液相区域的显微硬度都较为稳定,固相显微硬度处于310~345 HV之间,液相显微硬度处于435~480 HV之间。不同冷却速率条件下固相区并未发生马氏体相变,为高温冷却下来的奥氏体组织。试样经1050℃和800℃保温固相区域显微组织中出现马氏体组织,主要是由于在1050℃和800℃保温过程中固相区域合金元素分布状态降低了奥氏体的稳定性,在保温后继续冷却过程中出现了奥氏体组织向马氏体组织的转变,导致试样的显微硬度有所上升。而550℃和200℃保温温度已低于原奥氏体化温度,因此在后续转变过程中奥氏体仍较为稳定,最终固相区域仍为奥氏体组织。

单相PWM整流器IGBT及直流侧电容故障诊断方法

单相PWM整流器是列车牵引变流器的重要组成部分,主要由IGBT、直流侧电容两大关键部件组成,其运行状态对列车的安全运行至关重要。针对单相PWM整流器IGBT故障时输入电流畸变特性,提出基于小波变换和D-S证据理论相结合的IGBT故障诊断方法;针对直流侧电容等效电路的阻抗特性,提出基于等效串联电阻(ESR)的直流侧电容故障诊断方法。搭建单相PWM整流器仿真模型和实验平台,分别对所提出的IGBT及直流侧电容故障诊断方法进行仿真和实验研究。仿真和实验结果相符,验证了所提出的IGBT及直流侧电容故障诊断方法的正确性和有效性。

轨道交通装备复合材料应用现状及发展趋势展望

文章主要介绍了轨道交通装备材料技术要求以及轨道交通装备上应用较多的材料类型,并以轨道交通车辆车体结构材料为切入点,着重阐述并分析了结构材料在轨道交通车辆上的代际更迭历程,对比了国内外轨道交通车辆组成部件对于新材料研发的影响及工程应用案例,对未来轨道交通装备材料的应用趋势做出预测,指出纤维增强复合材料在工程化应用中的主要问题,并对今后复合材料在轨道交通领域的发展方向及研究重点提出建议。

无速度传感器永磁同步电机预测电流控制策略

针对传统控制中电流环采用PI调节器存在的延时,基于永磁同步电机数学模型推导无差拍预测电流控制模型,利用预测电流控制提高系统暂、稳态性能.在此基础上,针对预测电流控制对于电机参数变化高敏感性的特点以及机械传感器测速成本高、精度低的问题,引入鲁棒因子,并利用波波夫稳定理论推导了控制系统模型参考自适应转速估算模型,设计了无速度传感器永磁同步电机预测电流控制系统.搭建控制系统Matlab仿真模型和电机对拖实验平台,仿真与实验结果的一致验证了所采用控制策略的有效性,表明该系统具有较高的转速辨识精度以及良好的动稳态特性.

基于轻量化神经网络的司机使用手机行为检测

在司机驾驶车辆过程中,利用深度学习与神经网络等方法对其使用手机的行为进行检测,比使用传统视觉检测方法具备更高的精度与稳定性。本文基于MobileNet神经网络搭建轻量化辨识模型。同时,本文还采集了司机驾驶图像以构建数据集,并将数据集用于训练模型。最后,构建检测算法在测试集上进行验证。此方法性能稳定,轻量化程度高,适用场景广泛。