电动汽车永磁同步电机驱动系统的制动研究

以基于SVPWM控制的电动汽车永磁同步电机驱动系统的制动工况为研究对象,重点对电机的两种制动方式(基于电机损耗控制的制动和再生制动)、两种制动方式在系统中的综合运用进行了分析,并提出了一种新的基于电机损耗控制的制动方法,它综合考虑了电机的铜耗和铁耗.通过仿真对比分析,指出再生制动性能最好,新的制动方式比只考虑铜耗的制动方式性能好,因而更适合在不能采用再生制动的场合运用.总结了新的制动方式的控制电流与电机制动转矩、转速及电机定子电阻和铁耗等效电阻的关系.     

谐波转矩对高速列车齿轮箱体与牵引电机振动特性的影响

为研究机电耦合作用下齿轮箱体和牵引电机的振动幅值、频谱分布及其随高速列车行驶速度的变化趋势, 分析了三相逆变器输出电压谐波频率分布与牵引电机谐波转矩, 建立了传动系统扭振模型; 基于直接转矩控制理论与车辆系统动力学理论, 搭建了牵引电机控制模型和高速列车多体动力学模型; 通过Simulink和SIMPACK联合仿真平台对比了恒力矩输入与含有谐波转矩的力矩输入模型, 分析了不同速度下牵引电机谐波转矩对高速列车齿轮箱体和牵引电机振动特性的影响。分析结果表明: 当高速列车以250 km·h-1的速度匀速运行时, 齿轮箱体大齿轮上方纵向振动、小齿轮上方纵向与垂向振动受牵引电机谐波转矩影响显著, 在700 Hz主频处振动加速度幅值显著增大, 该频率恰为牵引电机输出转矩基波频率的6倍; 在谐波转矩的影响下, 牵引电机在52 Hz主频处横向振动加速度幅值增加52.78%, 在49 Hz主频处垂向振动加速度幅值增加18.95%;随着高速列车速度的增加, 齿轮箱体纵向与牵引电机各向振动加速度逐渐增加, 牵引电机谐波转矩对齿轮箱体纵向振动加速度均方根的影响逐渐减小, 在6倍基波频率处, 齿轮箱体小齿轮上方和牵引电机纵向与垂向振动加速度均先增大后减小, 在速度为250 km·h-1时达到极大值, 且齿轮箱体和牵引电机的垂向振动受6倍基波频率谐波转矩的影响比纵向振动更为明显, 而其横向振动特性几乎不受谐波转矩的影响。      

电动液压助力转向系统的助力特性曲线设计及仿真

分析了电动液压助力转向(EHPS)系统的助力特性,给出了理想助力特性的函数表达式.分析了转向助力与方向盘手力矩和地面转向阻力矩的关系,建立了地面转向阻力矩模型.通过建立EHPS系统各模块之间的传递函数,推导出电机转速,得出了电机转速和车速、方向盘转速的三维曲线图.选用BP神经网络对助力特性曲线进行优化,得出了任意车速下...     

船舶尾轴可控式机械密封变工况性能试验研究

围绕研究变工况机械密封端面的热力学特性以及密封能力这一目标,进行船舶尾轴可控式机械密封模拟试验台架的设计,包括对密封试验台、介质加压装置、密封环端面温度测试系统、摩擦转矩测试系统、泄漏量测试系统和弹簧比压测试系统等装置的研制.并通过模拟试验,得到在不同工况下,转速、弹簧比压、介质压力对机械密封的端面温度、泄漏量、摩擦转矩的影响规律.     

地铁微机控制直通电空制动系统研究

介绍了地铁车辆微机控制直通电空制动系统的组成、制动模式和防滑控制功能。着重研究了制动过程中制动力计算与分配及不同阶段的制动响应。研究结果可为微机控制直通电空制动系统在性能检测试验台研制及我国地铁车辆应用检修中提供帮助。     

电动车辆动力系统设计及联合仿真

通过分析电动车辆对驱动电机转矩和转速的要求,以一电动车辆为例,选定了永磁无刷直流电机作为驱动电机,利用MATLAB中电气模块SimPowerSystems建立电机及其控制器仿真模型,设计了包含转速PID和电流滞环控制的双闭环控制策略;根据整车三维实体模型中硬点位置,在ADAMS中建立了整车机械仿真模型.通过MATLAB...     

基于电磁转矩的城轨列车电机-齿轮传动耦合系统故障诊断方法研究

针对城轨列车电机-齿轮传动系统中电气、机械部分难以耦合而导致各自独立研究问题,综合考虑电机非线性磁导和齿轮时变啮合刚度,建立基于电机等效磁路网络模型(PNM)的城轨列车牵引传动系统机电耦合动力学模型.在此模型上,考虑定子匝间绕组短路故障及鼠笼转子导条断裂故障,求得故障下机电耦合系统的动态响应;基于电磁转矩进行故障诊断,并与矢量控制单电机模型的诊断结果进行对比研究.研究成果表明:在低频域,PNM的电磁转矩频谱比矢量控制单电机模型的频谱在故障频率处幅值更大,更易于识别故障;在高频域,PNM电磁转矩诊断方法能识别到更为明显的电源频率的高次谐波分量,在机电耦合系统的故障诊断中更有优势;基于电磁转矩的故障诊断方法可以有效诊断城轨列车机电耦合系统故障,为无传感器的故障检测技术提供理论支持.     

北京地铁10号线制动热响应分析与评估

针对城轨列车转向架基础制动方式,对踏面制动热流密度进行推导,建立了车轮制动过程瞬态温度场和应力场三维有限元模型,重点分析了城轨列车在两次紧急制动和全程往返制动两种极端情况下,车轮踏面温度和热应力变化规律.车轮踏面所受的应力是垂直载荷、横向载荷和热应力综合作用的结果,适用于Hertz接触理论,机械载荷对车轮踏面的作用效果采用Hertz接触应力来衡量,根据温度和热应力模拟结果,评估了城轨列车车轮的服役安全性,为发展城轨列车的制动方式和制动技术提供了比较可信的理论分析方法.     

5000t级重载列车制动试验研究

本文通过制动定试验台试验及研究。分析了ＧＫ阀占绝大多数的情况下，普遍开行５０００ｔ级重载列车制动方面的问题，讨论了长大列车初充气、再充气性能与机车供风量的关系，提出了在列车纵向动力学计算中制动缸缓解特性的公式；针对ＧＫ型三通阀在长大编组中缓解次序紊乱，首先提出用阶图分析列车缓解时间特性的方法，对缓解波速解释提出了一些新的概念。     

电动转矩定向差速器的特性分析

近年来,由于电动转矩定向差速器在转矩定向方面的应用越来越广,电动转矩定向差速器成为研究的热点,但是针对电动转矩定向差速器的机构设计及其特性分析还需进一步的研究。本文采用速度图法表示出最简单的电动转矩定向差速器机构的所有类型,分析了各构型中各构件间的转速和转矩的关系。通过对各构型中需求的电机转速、电机转矩放大系数G的对比分析筛选出较优的构型。     

高温超导电机力矩管漏热分析

力矩管是高温超导电机中的一个重要部件,起着绝热、支撑转子及传递转矩等多项重要作用.由于超导线材工作在深低温环境,处于低温与常温之间的力矩管是高温超导电机的主要传导漏热源之一,它的漏热量直接影响了配套制冷机的制冷功率,进而影响到电机系统的总体效率.因此,进行力矩管的漏热分析尤显重要.文中应用测试仪对力矩管复合材料的导热系数进行了测试,对其漏热分别进行了理论计算、有限元分析及低温测试.漏热分析及试验结果表明:该力矩管方案满足高温超导电机总体性能要求,同时该计算方法同样适用于其他类似应用场合的力矩管设计.     

基于ANSYS Workbench的鼓式制动器的接触分析

运用ANSYS Workbench平台建立了某鼓式制动器的三维有限元模型。对摩擦衬片与制动鼓之间的摩擦接触进行模拟,考虑了制动鼓和摩擦衬片间的滑动,较真实的模拟了制动的工作过程。研究了制动力矩在制动过程中的变化规律,反算出制动效能因素,得出促动力重新分配后接触压强的分布特性及制动器的等效应力。为进一步改进制动器结构设计提供了依据。     

商用汽车辅助制动技术综述(英文)

在商用汽车频繁制动或长时间持续制动时,为了提高主制动器使用寿命和制动效能,分析了辅助制动装置的结构与工作原理,介绍了适用于柴油发动机车辆的发动机制动与排气制动技术和适用于一般商用车辆的辅助制动技术--电涡流缓速器、永久磁铁式缓速器与液力缓速器,研究了提高制动力矩、改善散热效能、减小拖滞力矩及优化整车匹配等有关辅助制动装置关键技术,提出了缓速器的最大制动力矩、平均制动力矩及抗热衰退系数等效能评价指标.指出了自励式缓速器、集成式缓速器和缓速器与主制动器联合控制等是商用汽车辅助制动技术的发展方向,从政策制定和知识产权保护方面能有力推动中国辅助制动技术的发展.     

考虑定子斜槽及转子运动永磁推进电机反电势及定位力矩的数值计算

定子的齿槽效应影响着推进电机的反电势波形及定位力矩等,进而也影响推进电机输出转矩的低速平稳性．文中采用有限元法对多相永磁推进电机电磁场进行数值计算．分析了斜槽系数与反电势波形及定位力矩的关系,提出了采用滑动边界处理定转子相对运动、利用矢量叠加计及定子斜槽的方法．计算和实验结果表明所采用的方法是有效的．     

车用电涡流缓速器三维有限元分析

运用电磁位对A Φ A方法和库仑规范,实现了三维涡流场定解问题的完整表述,建立了1/8有限元模型;运用四面体单元,模拟并分析了电涡流缓速器的磁通量分布。由有限元程序求得的电涡流缓速器的制动力矩与试验测量值基本吻合,说明该模型和计算方法是可行的。     

叶片倾角因素对液力缓速器制动力矩及其容积比的影响分析

为深层次揭示叶片倾角因素对液力缓速器制动效能的影响,文中以某型自主研发液力缓速器样机为研究参照,提出制动力矩与力矩容积比双重性能评价指标,考虑实际制动力矩的生成工况,使用经过试验验证的全流道式CFD预报方法,得到[25°~90°]范围内的23个叶片倾角特征的制动效能双重评价指标预报值,并给出部分倾角点上的转速与双重评价指标值关系曲线。对预报计算结果进行对比分析,得出叶片倾角因素与液力缓速器制动效能的影响关系,为后续液力缓速器叶轮结构优化设计提供理论支持。     

基于元胞自动机模型的地铁列车折返间隔分析

科学、合理的仿真模型是研究地铁列车折返间隔的关键.本文建立的连续型元胞自动机模型,在参数设置上具有更好的适配性,且能有效缩短步长,以提高仿真精度从而更精确地模拟列车实际运行.该仿真基于列车运行状态,对移动闭塞地铁列车追踪运行及站后折返场景进行了仿真,得到的时间-距离图、距离-速度图及现场实测数据验证了模型的可用性及仿真精度.同时定量分析了道岔侧向限速、列车制动性能、停站时间对折返间隔的影响,提出了缩短折返间隔的措施,使折返间隔降低了31.22％,为提高线路运营能力提供了参考.     

基于多学科协同分析的轨道车辆制动系统集成化仿真平台

根据轨道车辆电空复合制动的工作原理,以全车制动系统为研究对象,一动一拖制动控制单元为研究载体,基于多学科协同分析方法,建立了控制子系统、气制动子系统、电制动子系统与制动执行子系统模型,基于各子系统之间的关联参数,搭建了制动系统的联合仿真平台;根据广佛二期车辆的实际参数,模拟列车电制动失效工况下常用全制动的运行工况,计算了空走时间、制动时间、制动距离、制动减速度、瞬时速度、平均减速度、纵向冲动、车钩力、利用黏着系数与制动缸压力,并与试验结果进行了对比,以验证集成化仿真平台的可行性和有效性。仿真和试验结果表明:在制动稳定后,仿真和试验的列车制动减速度约为1.25m·s~(-2),仿真的平均减速度约为1.05m·s~(-2),试验的平均减速度约为1.09m·s~(-2),误差较小,且均符合常用全制动的平均减速度不小于1.0m·s~(-2)的要求;在常用全制动工况下,采取等磨耗制动力分配的动、拖车利用黏着系数不同,动车约为0.13,拖车约为0.12,但都未超过0.16的最大可利用黏着系数的限制;虽然动、拖车的质量不同,但等磨耗工况下施加常用全纯空气制动后,试验和仿真的动、拖车的制动缸压力均相等,约为420kPa。由此可见,可利用基于多学科协同分析的联合仿真平台对轨道车辆制动系统进行车辆级的研究,为制动系统的开发和设计优化提供理论依据。     

HXD2牵引货运列车长大下坡区间周期性制动研究

针对货运列车在长大下坡道空气制动无法恒速且相邻两次空气制动之间需满足缓解再充风约束的特点,以司机实际操纵中普遍采用的50 k Pa小减压量调速制动为依据,根据列车牵引计算原理和能耗分析方法,建立了考虑再生制动能量利用的货运列车最优控制模型.首先,研究了货运列车在长大下坡道上的最优操纵策略和站间各子区间运行时间分配;其次,基于极大值原理分析了"全电制-全制-全电制"周期性制动控制策略的最优性,以及列车入坡、出坡应满足的必要条件,提出长大下坡道及其相邻区间列车运行最优控制的数值求解算法;最后,以HXD2型电力机车牵引100节C80重车为例,对提出的列车最优控制模型和数值算法进行仿真验证,并分别与模糊预测控制和实测数据进行比较,研究结果表明:在准点的前提下,所采用的周期性制动策略能实现5.6%和17.9%节能效果.     

电涡流缓速器涡流折算系数的计算方法

分析了涡流折算系数对电涡流缓速器制动力矩理论计算的影响。通过对两种型号电涡流缓速器制动力矩实验数据的分析,建立了关于涡流折算系数的微分方程。利用MATLAB直接搜索工具箱得到微分方程的初值条件,再通过龙格-库塔法求解该微分方程获得涡流折算系数的数值解。根据这一计算方法对电涡流缓速器制动力矩进行验证计算,计算结果与实验数据基本一致,说明此计算方法是可行的且解决了电涡流缓速器在改型优化和新产品设计中存在的难题。