感应加热技术在钢轨热处理中的应用研究

从不同形状线圈和不同匝数线圈加热效果方面研究线圈结构,通过试验分析常用的5种加热频率。从中频变压器匝比、电容柱与功率关系和不同中频变压器匝比与电容匹配时加热功率及温度效果方面研究加热功率,提出感应线圈匝数与变压器匝比最佳匹配时正火设备的功效最大。变压器匝比为20︰1时,单圈感应器功率最大;变压器匝比为10︰1时,双圈感应器功率最大。     

城市轨道交通车辆段再生制动能量电阻吸收装置选型及散热分析

[目的]城市轨道交通车辆段再生制动能量电阻吸收装置散热量较大,为有效解决此类装置的散热问题,需对再生制动能量电阻吸收装置进行选型,并对其散热能力进行分析。[方法]通过推导得出的城市轨道交通车辆段再生制动能量的计算方法,以及车辆段内的列车运行工况,对再生制动能量电阻吸收装置的电阻值选取、选型及散热分析等方面进行了详细分析。[结果及结论]结合列车在车辆段内的实际运行工况,提出了车辆段再生制动能量电阻吸收装置中制动电阻的计算及选取方法。再生制动能量电阻吸收装置的散热量一般依据该装置峰值功率,并结合其间歇工作的特性进行估算,但该计算方法未考虑热电阻工况,其理论计算值与实际运行工况存在一定程度的偏差。提出了再生制动能量电阻吸收装置的散热功率估算方法,以及散热功率的校验方法,并提出了该装置布置方式的建议方案。     

城市轨道交通列车电制动地面电阻吸收装置相关参数分析

在地面电阻吸收装置工作的有效区段内,根据列车的电制动特性和供电臂内列车状态的不同,合理地确定制动电阻的技术参数。采用多支路形式的电阻吸收装置,可方便控制电阻吸收装置并可靠吸收列车电制动功率。研究表明,地面电阻吸收装置的输出电流脉动与斩波器的导通比、各支路斩波器的开关滞后角有关。通过分析列车电制动时的最大再生功率与电阻吸收装置的电阻值、电制动时刻牵引供电系统的模型、列车电流、网压降之间的关系,导出了列车电制动时最大输出功率、地面电阻吸收装置的短时功率和持续(等效发热)功率等技术参数的计算方法。给出的计算方法可与现行的城市轨道交通牵引供电计算方法相结合,构成完整的牵引供电计算方法。     

机车制动电阻装置散热设计探讨

以功率为1 800 kW的强迫风冷式制动电阻装置为例,对其散热性能进行预算,对电阻柜温度分布及流道进行分析,指出设计中应注意的问题。     

基于数值计算的制动电阻元件表面传热系数研究

在传统制动电阻设计中,获得电阻元件表面传热系数主要依靠设计经验或者定型产品的温升试验数据,并没有定量的计算方法。为了准确计算制动电阻运行过程中的瞬态温度变化情况,验证制动电阻设计方案的可行性,利用数值计算方法对制动电阻元件表面传热系数进行了研究,以稳态条件下求出的表面传热系数为基础,建立了电阻元件的瞬态温升计算模型,并综合分析了导热和辐射换热对电阻元件温度的影响。通过与制动电阻产品温升试验数据的对比,验证了该瞬态温升计算模型的准确性,为制动电阻工作温度的模拟提供了简便高效的方法。     

高速磁浮列车涡流制动器磁极温升研究

针对2种规格的涡流制动器磁极,从磁极温升的数学模型出发,在Comsol Multiphysics中建立仿真模型并求解得到初步结果,同时设计开展磁极温升试验并测量推导相关数据。将2种方法所得结果进行对比,其仿真模型的正确性得到了较好验证,同时也揭示了电阻、电压、功率及温升等参数的变化规律,对磁极线圈的设计选型具有参考意义。     

桥式制动电阻温度监控装置的研制

分析了目前几种常用制动电阻温度检测方法的缺陷,在此基础上提出一种利用不同材料之间的温度-电阻特性差异而设计的桥式制动电阻温度监控方式,并提供了装置的结构设计和温度计算方法。     

直线电机轨道交通系统的地面电阻制动仿真

通过对列车进行的牵引计算、对地面电阻制动的功率确定和地面电阻制动斩波器的设置计算机仿真分析,介绍直线电机驱动城市轨道交通列车起制动频繁,为了减少车载设备,降低列车重量,减少直线电机功率要求,以及地铁隧道内的温升,所以采用地面电阻制动。     

唐山中低速磁悬浮列车试验线地面再生制动能量吸收装置的设计

简要介绍了中低速磁悬浮列车的制动特性及再生制动能量的分配,给出了再生制动能量的计算方法及地面制动电阻的设计方法.结合唐山中低速磁悬浮列车试验线,系统给出了地面再生制动吸收的电流、功率及制动电阻的阻值,对所选用的再生制动能量吸收装置的主电路结构、工作原理及微机控制系统的组成和功能进行了详细的阐述.     

地铁车辆制动电阻出风口温度分布及其对车下设备的影响分析

针对城市轨道列车实际运用情况,对地铁车辆B型车的制动电阻出风口温度进行分析研究,通过测试及数值计算,得到在制动电阻工作过程中制动电阻器出风口的温度变化情况及温度分布特性,并据此分析了其对车下设备的影响,得出距离列车制动电阻出风口中心后方0.8~1 m内的设备至少应耐热130℃,给车下设备的布置提供了参考。     

谐波对牵引变压器损耗的影响

根据一个牵引变压器的损耗,提出了谐波对绕组电阻的影响.对同心式和饼式线圈的变压器进行了分析.使用二维有限元计算软件"Flux2D"进行了多种仿真,并且将其结果与实际变压器测量值进行对比,提出一个简单的定律,由此可确定2种不同类型变压器电阻随频率的变化规律.     

基于ANSYS电空制动EP阀线圈稳态温升的研究

阐述了EP阀在城轨交通车辆制动系统中的作用,根据EP阀线圈的几何模型特点建立了线圈有限元模型,利用ANSYS有限元软件,对电空制动EP阀线圈稳态温升进行了仿真计算,仿真结果与利用电阻法测定的结果基本相符,达到了国产化电空制动EP电磁阀线圈稳态温升的设计要求。仿真为EP阀电磁系统的优化设计提供了理论依据,对提高城轨交通车辆电空制动系统的稳定性和可靠性具有重要的应用价值和现实意义。EP阀作为城轨交通车辆制动系统的关键部件已于2005年2月23日通过国家有关部门鉴定。     

储能式轨道列车非接触牵引供电系统设计与效率优化

[目的]非接触供电方式凭借其原副边线圈无直接电气接触的优点,目前在轨道交通行业内有探索性的应用。大功率、高频化的应用场景给非接触供电系统的设计、器件选型及耦合机构的设计带来了一定的难度,需要对其设计方案及效率进行优化。[方法]针对轨道交通应用场景,介绍了基于LCC-S型补偿拓扑的非接触牵引供电系统的系统结构,设计了250 kW非接触供电系统,原边线圈与副边接收线圈均采用双D形线圈。研究了耦合线圈的互感及磁性材料的损耗等因素对系统效率的影响,建立了系统的电路模型及耦合线圈模型。基于模型对系统进行了仿真,对副边线圈不同区域的磁芯厚度进行了参数优化。搭建了非接触牵引供电系统试验平台,并进行了250 kW功率等级的试验,以验证本优化方法的有效性。[结果及结论]仿真与试验结果验证了该优化方法的有效性与可行性,磁芯布局的优化措施可有效保证线圈互感并降低磁芯损耗。系统具备了额定工况250 kW大功率输出的能力。在气隙高度为70 mm、80 mm下,系统的静态工作效率及动态工作效率均大于90%。     

基于虚拟仪器平台的多通道温度采集系统

利用虚拟仪器平台Lab VIEW开发多通道温度采集系统。系统硬件部分包括NI数据采集设备、电压传感器、电流传感器、热电偶、功率分析仪及报警模块等;上位机控制软件以Lab VIEW为平台,实现数据的采集、分析、显示、存储以及报警等功能。实践证明,系统使用方便、精度高,可用于制动电阻温升试验等温度检测领域。     

牵引变压器内部故障的分析与判断

介绍了我国京广线电气化区段第一例因线圈断裂而进行现场解体的40000kVA牵引变压器故障,分析了故障产生的原因,结合线圈直流电阻值变化特点,提出用测量直流电阻判断大型变压器内部故障的方法。     

铁路安全继电器检修中模拟量采集的设计

铁路安全继电器是列车安全稳定运行中的关键信号产品,每到一定时间就需要进行检修更换测试,本文根据继电器的型号、电气特性和接点、线圈电阻的测量范围,开发了铁路安全继电器电气特性和接点线圈电阻的测试系统,使用INA118、OPA340运算放大器设计前端的信号处理电路,使用LTC1966处理交流信号,使用STM32单片机的自身12位AD转换器采集模拟信号,实现了安全继电器的精确稳定测量。     

高速铁路用新型铜合金接触线电阻温度系数试验研究

测试高速铁路用新型铜合金接触线在-50℃~150℃范围内的电阻值,通过对得到的"温度—电阻"关系进行线性拟合,得到接触线的电阻温度系数。将该系数与TB/T 2809—2005《电气化铁道用铜及铜合金接触线》和EN 50149:2012中相近接触线的电阻温度系数进行对比,分析其差异性和相似性,提出相应建议,为新型铜合金接触线的产品电阻率检测与工程计算提供依据。     

动车组真空断路器隔声罩自然对流研究

建立了轨道交通动车组真空断路器隔声罩内部自然对流传热计算模型,通过基于有限体积法的计算流体动力学(CFD)计算器进行流固耦合传热计算,得到隔音罩内部温度场和流场数据。计算结果表明,发热电阻内部最高温度可达到99℃,已超出真空断路器发热电阻的工作温度范围。提出了两种改进方法,并进行了计算对比。其中将原模型不锈钢材料替换为导热性能更优的铝合金材料的改进方法可以将发热电阻温度降为52℃左右,能满足发热电阻工作温度范围要求。     

有轨电车非接触感应耦合空心线圈的选型研究

针对有轨电车非接触感应耦合电能传输系统的核心部分空心变压器空心线圈的选型进行分析和研究。首先对矩形空心线圈和圆形空心线圈的自感和互感进行计算,根据自感和互感计算出耦合系数。结合Matlab软件编程计算,对比分析2种空心线圈的耦合性能随初、次级线圈间隙、线径、初、次级线圈尺寸、初、次级线圈相同及不同尺寸下偏移量变化的影响。结果表明:在尺寸较大时,随着气隙、导线截面半径、线圈尺寸以及初、次级线圈相同尺寸下偏移量的增大,矩形线圈耦合性能都好于圆形线圈。反之,圆形线圈的耦合性能要好于矩形线圈。虽然随着初、次级线圈不同尺寸下偏移量的增大,圆形线圈耦合性能略好于矩形线圈,但其耦合系数远小于相同尺寸下的耦合系数。结合有轨电车大功率、大尺寸的条件,得出有轨电车适合采用初、次级线圈相同尺寸的矩形线圈。     

地铁列车制动电阻的种类及优化设计

介绍了地铁列车制动电阻的种类、结构型式及各自的优缺点。通过一种制动电阻的计算及设计实例,说明了制动电阻的优化设计过程,并对制动电阻的优化设计方向进行了简要分析。