高速动车组线性涡流制动系统特性仿真研究

基于涡流制动原理建立涡流制动力的数学模型，并利用ANSYS Maxwell软件建立LECB(线性涡流制动)三维仿真模型。根据控制变量法研究列车速度、气隙、励磁电流等因素对涡流制动特性的影响，并分析了常用制动和紧急制动工况下的电磁特性。研究结果表明：线性涡流制动力受速度的影响明显，低速时制动力快速上升并达到幅值，然后随着速度的增加，制动力下降并趋于平稳；励磁电流、励磁线圈匝数与线性涡流制动力成正相关，气隙、钢轨材料电导率与线性涡流制动力成负相关；相同条件下，励磁线圈材料为铝时，线性涡流制动系统产生的制动力大小优于励磁线圈材料为铜时产生的制动力。     

线性涡流制动供风控制原理及响应时间研究

针对高速动车组涡流制动系统要求,结合线性涡流制动装置相关参数,提出了适用于线性涡流制动装置的供风控制原理及响应时间要求.通过仿真分析及地面试验验证了控制原理及响应时间的合理性.研究结果表明,提出的控制原理及响应时间满足高速动车组线性涡流制动系统要求,达到了预期目的.     

高速列车线性涡流制动系统电磁发射特性研究

线性涡流制动系统在工作过程中会对周围环境产生电磁干扰,从而影响车载设备和轨旁信号设备的正常工作,阻碍涡流制动技术在高速列车上的应用。为了满足高速列车线性涡流制动系统辅助设计需求,文章建立了线性涡流制动系统的有限元分析模型,分析了列车速度、励磁电流及气隙大小对线性涡流制动系统气隙磁场的影响,并与理论分析模型相比较,验证所建立模型的正确性。分析线性涡流制动系统产生的电磁发射特性,结果表明：线性涡流制动系统产生的电磁发射在沿z轴方向时先增大后减小,靠近励磁电磁铁时电磁发射强度最大,沿y轴方向时呈周期性分布,沿x轴方向产生的电磁干扰较小。     

线性涡流制动的制动力特性仿真分析

以试验用线性涡流制动电磁铁为研究对象,从能量转化角度推导涡流制动力的计算式,建立简化的二维静态电磁场模型,并借助于有限元分析软件进行计算,得出励磁电流、工作气隙和运动速度等参数对涡流电磁铁制动力的影响,为涡流制动电磁铁的设计提供参考。     

基于解析法的涡流制动电磁机理研究

以国家863项目——“车辆涡流制动技术研究”中磁悬浮涡流制动试验台为研究对象,着重研究涡流制动过程的电磁机理。以Maxwell方程为出发点,根据推导出来的轨道涡流制动特性方程,分析了速度、励磁电流和气隙对制动力的影响,并用试验台的试验数据对方程进行了验证。     

动车组制动系统定置试验台的仿真研究

动车组制动系统定置试验台是研究动车组制动系统的重要装备,直通制动控制单元是其完成空气制动控制的关键部分。运用AMESim软件完成直通制动控制单元模型建立,对其中的电空阀工作特性进行仿真分析。进一步建立制动系统定置试验台模型,完成制动过程仿真。通过对比仿真分析与试验结果,仿真曲线与试验曲线吻合良好,表明所建立的仿真模型较好反映了定置试验台实际性能,可为试验台的改进及制动系统研究提供技术手段。     

高速列车涡流制动对轨道计轴器的影响分析

线性涡流制动由于其非黏着制动的特点,有望成为我国高速列车的新型制动方式。目前,涡流制动系统对既有线路轨道信号设备的电磁干扰缺乏相关研究,阻碍了该项技术的进一步应用。文章选取计轴器作为典型的轨道信号设备,在理论分析的基础上,采用ANSYS Maxwell和Twin Builder分别建立涡流制动电磁系统与计轴器的仿真模型。基于Twin Builder平台对涡流制动系统模型和计轴器模型进行联合仿真,分析涡流制动系统对计轴器的电磁干扰。试验结果表明,涡流制动电磁系统模型的仿真结果与理论计算结果相符,在无涡流制动系统的列车通过时计轴器感应电压为8.94 mV,验证了所建立模型的正确性;在有涡流制动系统的列车通过时会在计轴器感应线圈中产生峰值约为50 mV的干扰电压,使计轴器的感应电压超过设定阈值,从而可能产生误判,导致轨道区段的占用情况不准确,影响行车安全。该联合仿真模型可以辅助设计涡流制动装置,从而推动其应用。     

高速动车组电空制动系统的建模和参数分析

高速动车组电空制动系统是由气动元件、电子元件和基础制动装置组成的复杂系统。基于现代流体力学的仿真分析软件AMESim建立制动系统中关键气动元件的仿真模型,通过试验数据对仿真模型进行验证和参数修正;将封装的气动元件模型与电子元件模型和基础制动装置进行系统集成,建立单车以及列车级电空制动系统仿真模型。基于列车级电空制动系统仿真模型,对高速动车组电空制动系统参数进行配置和分析,设计高速动车组电空制动系统。在最大常用制动和紧急制动2种工况下对基于仿真模型设计的高速动车组电空制动系统进行验证。结果表明:最大常用制动时减速度仿真值与减速度设计值相符;紧急制动时制动距离试验值为5 670m,仿真计算值为5 795m,相对误差为2.2%,仿真计算值与试验值吻合程度高。     

磁浮列车涡流制动热效应研究

电磁涡流制动是磁浮列车安全紧急状况下的重要保障措施。本文通过解析法建立涡流制动过程感应板的温升模型以及温度对涡流制动力的影响作用模型,并结合具体参数分析温升情况和涡流制动力受影响情况。首先,根据磁路定律推导出涡流制动力与列车速度、励磁电流、气隙、电导率和磁导率之间的数学关系式,并从热平衡方程式出发建立制动过程中感应板的温升模型;再以电导率和磁导率为纽带使涡流制动力与感应板温度相关联,据此对涡流制动力进行温度修正;最后,将温度修正后的涡流制动力与试验得到的结果进行对比,从而验证了模型的有效性。     

使用涡流制动的高速动车组制动力匹配分析研究

分析了在高速动车组制动系统中增加线性涡流制动后,涡流制动力和空气制动力的分配原则。接着讨论了基于试验数据建立钢轨温升和闸片磨耗数学模型的方法。基于经验公式以减少钢轨温升和减少闸片磨耗为目标,提出一种分配涡流制动力和空气制动力的优化控制策略。通过优化计算,给出了涡流制动力和空气制动力的分配关系。     

基于ANSYS的EP电磁阀静态性能仿真分析

针对EP阀轴对称的结构特点,建立有限元分析模型。考虑电磁材料非线性及漏磁因素的影响,采用微分标量势法(DSP)对旅客列车电空制动系统中EP电磁阀三维静态性能进行仿真分析。结果表明,电磁阀的安匝数、工作气隙、非工作气隙等设计参数是影响电磁阀性能的主要参数。额定电流为450 mA、线圈匝数为3 200、工作气隙和非工作气隙分别为2 mm和0.2 mm时,EP阀各项性能最优。为了减小加工工艺对EP阀工作性能的影响,磁铁和阀罩的同轴度应控制在8级,铁芯外径表面粗糙度应抛光至0.8μm。试验表明按照仿真方法设计的EP阀,其各项性能指标均达到了设计要求。     

KZ1型控制阀仿真模型及列车制动性能仿真研究

根据空气流动理论和KZ1型控制阀(KZ1阀)的工作原理,建立使用KZ1阀的列车空气制动系统仿真模型,并开发相应的列车空气制动仿真系统,对KZ1阀置于快速及普通位时单车的制动、缓解和紧急制动进行仿真。与试验结果对比表明,仿真模型能够较好地模拟单车制动性能。对KZ1阀应用于时速160 km快速货车的列车制动特性进行仿真分析可知,KZ1阀在快速位时的列车制动性能与104型控制阀接近,在普通位时与120型控制阀接近;KZ1阀在制动、紧急制动时性能较好,但是在缓解时波速过低,初步分析是由于副风缸容积过大所致。因此,使用KZ1阀的车辆与使用其他型号控制阀的车辆混编时,可能会发生缓解传播不连续的问题。     

CCBⅡ制动系统自动制动过程的仿真研究

制动系统是影响铁路列车安全行驶的关键部件,制动技术的发展对铁路发展有决定性作用。CCBⅡ制动系统是采用计算机控制,进行电气指令信号传输的制动系统,在我国铁路机车中被大量应用,对该系统的仿真研究具有实际意义。文章以CCBⅡ制动系统的自动制动过程为研究对象,分析了自动制动关键模块的功能和常用制动及紧急制动的作用原理;在AMESim软件中建立了能够直观呈现气路部件压力变化的仿真模型,并基于仿真模型分析常用制动与紧急制动的仿真结果,验证了系统模型的准确性;分析了关键参数对制动过程的影响,给出了适合制动系统的建议值,并总结了关键参数的影响规律。     

地铁电动车组交流牵引计算与仿真分析

提出了一种地铁电动车组交流牵引计算模型，介绍了基于Windows环境下所开发的相应的系统仿真程序，并用实例进行了分析和计算，其结果达到了国外设计公司提供的可行性分析报告的要求，也与上海地铁2号线工程的实际运行情况基本一致。该软件通过模拟地铁电动车组的实际运行，计算出电动车组的运行距离、运行速度、从接触网受取功率(或电流)以及能耗等随时间的变化量。然后，再将这些数据经过功能性处理，以满足不同的实际要求。     

日本电力制动的技术动向

介绍了电力制动的类型,分别从电力机车、既有线电动车及新干线电动车使用的电力制动,阐述了该制动技术的应用现状及发展趋势。     

列车空气制动与纵向动力学集成仿真

长大列车纵向冲动一直是重载列车发展的瓶颈,空气制动不同步是列车纵向冲动的根源,制动特性试验方法已不能够满足仿真各种列车编组的纵向冲动分析的需求,特别是多机车不同步动作、列车中有可控列尾装置等使得试验基础上的制动特性更具有局限性,因此获得适用性更广的制动特性成为纵向动力学研究的首要问题。本研究开发了列车空气制动与纵向动力学联合同步仿真系统,该系统基于消息机制,能够在运行过程中改变列车驾驶指令。介绍列车制动系统和纵向动力学同步仿真基本原理,气体流动理论,列车管压强、缸内压强计算方法,机车牵引、动力制动,缓冲器特性、摩擦系数、纵向冲动等计算方法。仿真计算典型长大列车制动特性和纵向冲动特性并与试验结果进行比较,与试验结果吻合较好。该仿真系统适合于模拟各种编组列车在各种线路运行过程中制动力与车钩力等重要参数,为制动系统和列车纵向冲动等研究提供方法和手段。     

"中原之星"号动力分散型电动车组空电联合制动

以“中原之星”电动车组空间联合制动为例，系统介绍了动力分散型电动车组一种空电联合制动模式，并对其试验以及使用情况做了介绍，阐述了它的优越性。试验表明，制动系统满足设计要求，安全可靠，且能自动优先并最大限度地利用再生制动能力。     

探究列控系统对动车组制动系统故障后的安全防护作用

介绍了我国CRH系列动车组制动系统的结构、特点,并按照动车组制动系统故障后是否可以继续安全行车的分类原则,将制动系统故障归纳为4类,之后对涉及到运行安全的第Ⅲ、Ⅳ类故障进行制动距离计算,得出的结论:只要动车组的剩余制动力小于列控系统车载设备计算采用的理论制动力,即使列控系统处于完全监控模式,也不能保证动车组列车不冒进停车信号,而且列车速度较低时,冒进信号的几率较大,速度较高时,冒进信号的距离较大;另外,当制动力下降到一定程度后,列车在侧向进站的过程中还有可能超过道岔规定限速,存在侧翻的危险隐患.针对这些安全隐患,提出了CRH系列动车组可只考虑最多2辆车的制动系统发生故障的合理运营条件,并设计出将列控系统车载设备计算采用的理论制动力使用系数值调整到1-2/M(M表示动车组车辆总数)的解决方案,最后通过理论计算,分析了该方案对运输能力的影响程度.     

重载组合列车机车智能制动仿真研究

针对目前在复杂线路上动力分布式重载组合列车机车制动的不足,提出了一种新的机车智能制动控制方法,该智能制动控制方法能按照制动时机车所处轨道状况及机车车钩力大小对机车电制动进行相应的模糊控制。在介绍重载组合列车动力分布式系统基本原理及特点的基础上,依据列车纵向动力学理论,在MATLAB/SIMULINK中建立了2万吨组合列车仿真模型。仿真结果从理论上证明了,与现有机车制动方式相比,该机车智能制动控制方法能减小组合列车最大车钩力,提高组合列车运行安全性。     

动车组牵引能耗仿真系统设计与实现

动车组运行能耗对动车组运行成本具有重要影响。在系统分析复杂线路数据、车型参数和操纵模式对牵引能耗影响的基础上,建立合理的牵引能耗仿真模型,静态和动态仿真数据的管理机制,兼顾主机厂和铁路局集团有限公司两类用户需求,设计并开发出动车组牵引能耗仿真系统。该系统前端采用layui框架,结合jQuery和Highcharts进行开发,后端采用SSM架构整合开发,具有操作简单、使用方便、易于维护和功能扩充,具有较高的可扩展性和可靠性等特点。实例验证表明,该系统对分析动车组能耗影响因素、快速估算动车组运行能耗提供有效的支撑。