节能技术在城市轨道交通车辆牵引传动系统中的应用

牵引传动系统是城市轨道交通车辆的重要耗能系统,节能技术在牵引传动系统中的应用对于城市轨道交通未来的发展意义重大。通过结合城市轨道交通列车能耗仿真软件对车辆能耗构成进行分析,提出牵引传动系统的主要节能措施,并重点介绍碳化硅功率器件、永磁同步牵引传动、中高频大功率DC-DC辅助变流和DC600V直流供电等节能技术的现状和应用特点,以期为节能技术在城市轨道交通牵引传动系统中的应用提供参考和借鉴。     

城市轨道交通车辆电机牵引力计算方法研究

车辆选型在城市轨道交通工程设计中具有重要的作用,而牵引电机作为车辆的核心部件,其特性直接影响城市轨道交通运营的经济性、安全性、舒适性。以城市轨道交通牵引特性曲线的普遍规律为基础,推导出一种牵引电机牵引力特性的计算方法。以某地铁线路上的车辆为例,对其电机牵引力进行计算和分析,得出了具有实用价值的结论:牵引电机的最大牵引力发生的区间为牵引恒力区;牵引电机的最大牵引力随起动加速度的增大近似线性增大。     

30kW交流电机城市轨道车辆模拟牵引系统

建立了30kW交流电机的城市轨道车辆模拟牵引系统,该系统实现了低功率条件下的轨道车辆牵引与电制动工况模拟,同时可以对牵引电机特性参数进行很好的实时采集与分析。文章从系统构成、硬件实现、软件设计过程,以及从工作原理上对整个系统进行了详细介绍。该系统在试运行阶段取得良好效果。     

城市轨道交通牵引系统技术发展前景

城市轨道交通列车牵引系统(包括辅助供电系统)是最主要的用电负载,节能空间最大。围绕节能降耗,从再生制动功率的回收,永磁同步牵引系统实现系统和部件的更高效率,轻量化技术降低车辆载荷,以碳化硅(Si C)为代表的新一代半导体器件应用等几方面展望牵引系统技术的发展前景。     

基于SiC MOSFET的牵引逆变器在轨道交通中的应用研究

阐述了SiC器件和Si器件的开关特性和能耗对比;根据轨道交通牵引工况计算比较了SiC器件和Si器件的功率损耗;针对高开关频率应用,进行了包括温升、噪声、损耗、效率等一系列试验验证。试验结果表明,采用SiC MOSFET的牵引逆变器可以有效降低电机的谐波损耗,实现牵引系统节能降耗,并降低中低速段的电机噪声。     

昆明地铁首期工程车辆电气牵引系统设计

研究目的:城市轨道交通车辆电气牵引系统由交流传动系统、列车控制和诊断系统、辅助静止变流器系统组成,是城市轨道交通车辆中技术含量最高的核心装备。研究和生产出完全自主知识产权的电气牵引系统,是城市轨道交通发展的主要保障。研究结论:系统采用了目前世界上最先进的电子技术、传动控制技术、计算机技术、网络信息技术等,实现城轨车辆的电力牵引传动和电制动运行、控制监测、信息显示以及辅助电源供给,保证城轨车辆的正常运营。完全自主知识产权的电气牵引系统在首期工程正线上成功运行,全面验证和考核了电气牵引系统的性能、可靠性和各项技术指标,系统完全满足和达到了首期工程车辆技术条件的要求。     

系列化中国标准地铁列车牵引系统设计

随着中国城市轨道交通的快速发展，地铁车辆制式繁多、备品备件数量大、国产化水平偏低等问题日益凸显，使得行业亟待建立地铁列车的中国标准和关键系统体系，这对地铁列车牵引系统设计提出更高的要求，也带来新的挑战。文章首先明确牵引系统设计的研究目标与简统原则，提出了4种标准地铁车型牵引系统的牵引/电制动特性，可覆盖95%以上地铁行业的需求；通过行业主流产品的比选，提出一种有利于整车设备布局的列车高压电路拓扑，简统了永磁同步牵引系统的主电路，并分析计算确定主电路的关键参数、电机和斩波电阻的功率；通过分析轴承电腐蚀产生的原理，简统了一种可以有效抑制牵引电机轴承电压的列车接地电路结构，并分析确定了其对应接地电阻阻值。仿真验证结果表明，通过系列化、简统化设计的牵引系统能够满足标准地铁列车的应用需求，可实现不同厂家牵引系统产品的兼容安装和主要备品备件的通用化，有效降低运营商的维护成本。     

地铁车辆牵引电机超温故障预测技术研究

地铁车辆牵引系统健康评估与故障预测是目前城市轨道交通领域的研究重点之一。采用数据挖掘技术,对地铁车辆牵引系统健康度评估进行相关研究。主要研究方法为利用无监督学习方法,建立机器学习模型。首先提取原始特征,采用方差过滤和主成分分析法进行特征降维,选用高斯混合模型得到类概率值作为车辆亚健康状态的判定依据。进而采用多层感知机模型训练牵引电机超温故障预测,取得了较好的效果。     

直线电机在城市轨道交通中的优势及应用

直线电机轮轨交通系统因其工程造价低、线路适应性强等优势，被认为是资源节约型城市轨道交通先进模式。分析了日本、加拿大等直线电机地铁车辆的转向架、牵引和制动等技术的特点和性能，探讨了直线电机在城市轨道交通应用中的经济性和适用性。     

城市轨道车辆牵引仿真平台的研究

分析了城市轨道车辆牵引计算的动态数学模型,以及牵引仿真计算的若干技术问题及处理.设计开发了基于Visual Basic 2008的城市轨道车辆牵引仿真平台.通过对城市轨道车辆运行进行仿真,提供对城市轨道车辆、运行线路、列车负载和列车运行控制策略的模拟,来获得机车车辆的运行速度、能耗、牵引电机电流等参数,以及针对仿真结果...     

城市轨道交通车辆牵引参数的选择

根据城市轨道交通运行站距短而要求旅行速度较高的特点，分析了城市轨道交通车辆各项牵引参数；指出起动加速度的选择对轴功率和旅行速度都有着直接的影响，起动加速度大于０．９ｍ／ｓ＾２后，应慎重考虑，在保证得到规定旅行速度的同时，避免不必要地增加轴功率，以降低车辆和其他设施造价。     

城市轨道交通车辆牵引逆变器的设计

简单分析了几种城市轨道交通车辆牵引系统主电路,提出牵引逆变器简统化设计设想。从主电路、电路参数和冷却系统3个方面总结出一套适用于城市轨道交通车辆用牵引逆变器的设计方法。采用简统设计的牵引逆变器可满足车控、架控、轴控的不同需求。实际装车考核表明,牵引逆变器的简统化设计方法合理可行,能够满足目前城市轨道交通车辆的需求。     

城市轨道交通节能措施研究

城市轨道交通能耗大且逐年增长，节能降耗目标明确且潜力较大，降低能耗可以减少运营成本和碳排放，具有显著的经济效益和社会效益。文章在分析城市轨道交通能耗构成及其影响因素的基础上，介绍了供电节能、车站节能、线路规划节能、运输组织模式节能和车辆节能的主要措施，重点分析了非晶变压器、车辆轻量化、永磁牵引技术、驾驶控制策略等对车辆能耗影响较大的一些重要因素，指出了城市轨道交通节能的主要方向，供电侧采用非晶变压器提高电压转换效率，车站采用变频通风空调系统、节能照明器具和控制系统，车辆节能措施采用降低列车自重、永磁牵引技术、三电平辅变技术、高频辅变技术和车载变频热泵空调技术，运输组织采用合理的技术速度和节能驾驶策略。     

城市轨道车辆牵引实验系统研究

提出了一种城市轨道车辆牵引模拟实验系统，能够实现轨道车辆在不同负荷下牵引与电制动工况的模拟；基于虚拟仪器技术平台，对牵引电机特性参数进行实时采集与分析。从硬件构成、软件功能以及工作原理上对整个系统进行了详细介绍。     

北京13号线地铁列车牵引系统部件选型简析

牵引系统集成是城市轨道交通车辆的核心技术,牵引系统部件的合理选型关系到列车性能是否满足要求。以北京13号线地铁车辆牵引系统设计为讨论内容,对列车牵引系统的主要技术参数进行分析。结合现有列车牵引、电制动特性和实际线路对北京13号线地铁列车进行了牵引仿真计算,选取牵引系统主要部件电气容量及关键参数。为后续牵引系统集成及地面试验提供理论基础。     

城市轨道交通车辆牵引逆变器的技术发展

简单介绍了城市轨道交通车辆牵引逆变器的发展和主电路,对具有完全自主知识产权的简统化牵引逆变器进行了分析,对牵引逆变器的冷却方式和IGBT变流器模块进行了详细的介绍.通过实际装车考核,表明该简统化牵引逆变器完全满足目前城市轨道交通车辆牵引系统的需求.     

单轨车辆牵引计算方法与仿真电算

以城际铁路和城市轨道交通车辆(钢轨-钢轮接触)的牵引计算为原理,以及汽车理论等相关理论为基础,建立了跨坐式单轨车辆(轮胎-路面接触)的牵引计算原理.基于GT- DRIVE建立单轨车辆的多质点模型,从而模拟分析单轨车辆在不同工况下的μa-S曲线、功率和能耗以及车钩力受力曲线等.     

城市轨道交通车辆交流牵引电机轴承电蚀预防方法研究

文中针对城市轨道交通车辆交流牵引电机易出现的轴承电蚀故障,从牵引电机、牵引逆变器和车辆角度分别进行相关机理的分析,并提出多种轴承电蚀预防方法。基于其中的几种方法,结合某地铁增购列车项目实际工程需求,针对性地提出了轴电压控制方案,并进行相关的试验验证,达到了预期的效果。     

城市轨道交通车辆交流传动系统建模与仿真分析

介绍了城市轨道交通车辆交流牵引系统的结构,建立了各个关键部件如供电、牵引电机、整流、逆变、驱动控制、车辆动力学等的数学模型,并基于Matlab/Simulink软件建立了仿真模型.模型参数设置取自实验室的试验台架,控制方法采用转子定向的矢量控制.仿真结果与台架的试验数据基本吻合,验证了该模型的正确性.     

基于250～350km/h可变编组动车组牵引系统研究

介绍了250～350 km/h可变编组动车组牵引系统的性能指标。参照大西高铁综合试验数据和中国标准动车组互联互通阻力测试结果确定动车组运行总基本阻力计算公式,依据列车运行速度和编组数得出阻力调整因子,对可变编组动车组运行总基本阻力加以修正。根据动车组加速度和牵引力要求,计算出不同速度等级的4～18编组整车功率,并依次计算出牵引电机和变流器的功率。为提升牵引系统的轻量化和集成化技术,主变流器选定3 300 V/500 A SiC混合功率模块器件。根据3个速度等级4～18编组整车的功率比,考虑牵引电机极限值,计算出相应速度列车的动拖比和齿轮箱变速比。在不同的速度等级和编组情况下,分别对3种故障状态下的牵引性能进行验证。计算结果表明:所设计的牵引系统具有可行性,列车牵引、启动和电制动性能良好。