城市轨道交通与牵引供电系统电气模型研究

根据上海轨道交通1号线的牵引供电系统和列车电气拓扑结构,使用计算机仿真软件(PSCAD/EMTDC)在不同工况下建立了仿真模型.其中,牵引供电系统模型包括主变电站、牵引变电站、接触网和轨道;车辆模型包括牵引电机、主逆变器及其控制系统、制动电阻、滤波单元和辅助系统.模型将车辆和牵引供电系统结合起来,实现了初步联合仿真.仿真结果表明,所建立的模型能够准确反映在不同工况下车辆和牵引供电系统的特性,为进一步研究城市轨道交通和牵引供电系统奠定了基础.     

城轨交通车辆应急自牵引系统仿真分析

城轨交通车辆以电能为驱动能源,但国内外由于供电系统自身故障、人为破坏和自然灾害等因素引发的牵引供电网瘫痪的事故屡见不鲜,这将导致整条线路停运和乘客大量滞留,危害严重.城轨交通车辆应急自牵引系统可以在牵引供电网失去的情况下,将列车牵引至安全地带.提出了该系统的车载混合储能系统的架构,并采用Matlab仿真软件对应急自牵引...     

牵引与桥梁上拱激励下城轨列车动力学性能研究

城轨列车的实时变速工况是极为普遍的运行状态,若仅以匀速工况替代,无法得到贴近实际的研究结论。为此,提出一种新的考虑内外耦合激励的动力学模型。建立单节车体模型及编组城轨列车模型,综合考虑牵引工况以及城轨列车通过高架线路时的桥梁徐变上拱长波不平顺,研究在该内外耦合激励下的车辆动力学性能。基于微元法思想,计算得到城轨列车牵引工况下的电机转矩及基本阻力转矩与运行时间的关系,得到合理的综合工况下的运行状态。研究结果表明,在变速工况下车辆的轮对磨耗数、垂向平稳性指标及轮重减载率均有所上升;在桥梁长波不平顺激励下,车辆垂向平稳性指标有所下降、轮重减载率升高,而对车辆横向平稳性指标影响较小。     

城轨车辆防滑防空转控制浅析

对城轨车辆防滑防空转控制进行详细阐述,城轨车辆滑行及空转现象通常出现在雨雪天气路况较湿滑的情况下,车辆牵引系统通过改变牵引力及电制动力完成防滑防空转控制.由于不同的车型对防滑防空转的控制逻辑不同,因此借鉴了北京地铁14号线牵引系统.北京地铁14号线车辆采用4动2拖6辆编组,A型电动客车,其定位为大运量等级线路,对防滑防空转控制有较高的要求.     

我国城轨交通批准建设里程超5700公里

随着上海地铁11号线北延线车辆招标结果出炉,2013年中国有轨电车、地铁车辆市场采购全部结束。由中国土木工程学会城轨委员会等单位编写的2013年《中国城市轨道交通年度报告》统计,全国已批准了36个城市的轨道交通线网规划和建设,总里程达5790公里。     

基于Matlab的地铁系统建模与仿真

为深入研究地铁,有必要对地铁牵引供电系统及车辆进行仿真研究。通过模拟城市地铁系统实际构成与电气参数,根据地铁列车运行原理,运用Matlab／Simulink工具包提出了数学与物理模型相结合的建模方法,建立了轨道交通供电系统与机车模型。仿真得出了地铁机车运行过程中随时间、机车速度及位移变化的功率、电流、电网电压等电气参量波形。仿真结果与实测曲线相一致,表明该仿真模型真实可信。     

一种基于超级电容的新型再生制动能量回收装置在地铁牵引供电系统中的应用

结合在广州地铁六号线安装运行的DC 1 500 V线路储能装置,阐述了超级电容吸收储存列车制动能量的实际能效。车辆牵引时回送储能可对接触网网压“消峰填谷”,起到维持网压均衡稳定,降低牵引站峰值功率、供电损耗和供电容量等实践效果。     

一种电气化铁路牵引网电磁暂态建模方法

针对电气化铁路牵引网电能质量分析问题,对电气化铁路牵引网电磁暂态过程进行了仿真建模研究,推导了包括基于贝杰龙模型的牵引网导线模型、基于受控源原理的牵引变压器和自耦变压器模型在内的牵引网主要电气元件的独立电磁暂态模型,提出了"以牵引网导线为系统主体,其他电气元件描述为网络上的串联元件和并联元件"的牵引网全网电磁暂态模型建立方法。编写了电气化铁路电磁暂态仿真计算软件,通过实例比对测试了该软件计算结果和PSCAD仿真结果。研究结果表明,该建模方法多种工况计算结果与PSCAD仿真结果吻合,具有建立整网模型便捷、调节仿真参数方便及支持二次开发等特点,对电气化铁路牵引网建模仿真和电能质量问题研究具有重要价值。     

基于动态客流的城市轨道交通牵引能耗测算

节能是轨道交通可持续发展的重要目标,对牵引能耗的准确测算有助于探索节约能源.分析列车与牵引能耗的线性关系和动态客流在不同时区段的特征,并引入关键系数单耗指标,以此建立了一种地铁列车牵引能耗测算模型,该模型更加贴合线路特征和客流动态特征,大大降低了测算误差,与现有的预测方法比误差更小.通过研究不同时区段的单位能耗可以为既...     

一种城市轨道车辆用轴箱轴承的设计研究

根据城市轨道交通车辆运行工况,借鉴既有铁路行业轴承成功应用经验,进行城轨车辆轴箱轴承的设计研发。通过对整体结构、保持架、密封等方面展开研究,并利用仿真软件进行仿真计算与分析,实现了城轨车辆轴箱轴承的优化设计。经运用考核完全满足实际应用需求。     

基于XPE的地铁列车司机显示单元的仿真

地铁列车司机显示单元是地铁列车信息显示的重要载体,是地铁列车驾驶模拟系统的重要组成部分.提出了采用XPE作为系统的开发环境,构建了适合司机显示单元的XPE系统,并针对上海地铁3号线的地铁列车司机显示单元进行了仿真实现,取得了很好的效果.     

基于上海市道路工况电动汽车能耗特性研究

针对四驱分布式电动汽车,基于上海市道路工况分析并优化驱制动系统的能耗特性。从系统能耗最优的角度确定优化目标函数,并提出能耗最优的扭矩分配控制策略。采用AMESim/Simulink软件建立了电动汽车能耗特性研究仿真平台,针对上海市道路工况进行了能量消耗的仿真分析。仿真结果表明该策略能够明显改善驱制动系统能耗特性,总体能效提高约9.94%。     

永磁同步电机驱动的电梯能耗仿真模型研究

电梯是一个复杂的机电一体化系统,影响其能耗的因素比较多.将电梯的曳引系统动力学模型与永磁同步电机的模型相结合,采用Matlab/Simulink建立电梯的机电耦合能耗仿真模型.用测量得到的速度和空载功率对能耗模型进行修正,修正后的模型可以仿真出任意工况下的实时功率以及电梯运行总能耗.通过仿真和实验验证了模型的可行性和有...     

基于AMESim的盾构刀盘负载敏感系统仿真研究

盾构机刀盘驱动系统的核心是液压系统。针对盾构施工中不同区域的地层差异性，为使盾构刀盘液压驱动系统节能减耗，采用负载敏感泵作为主驱动液压系统的动力源，利用AMESim软件搭建系统模型，并通过某型盾构机在软土和砂土两种不同地层下负载随机变化的情况，分别模拟系统全功率运行、80%功率运行和60%功率运行下，系统效率及能耗的变化情况。结论证明，软土地层为提高系统效率，减小能耗，宜在全功率模式下运行，而砂土地层宜在60%功率模式下运行。     

基于神经网络预测控制的节能电梯能量管理

随着电梯的日益增多,电梯节能问题引起越来越多的关注。针对节能型电梯中超级电容的储能管理问题,提出一种基于神经网络预测控制策略的新方法来动态预测电梯运行中所需的能量。首先根据电梯当前停层、目的停层以及载荷信息,建立反向传播神经网络(BPNN)模型并通过样本训练确定各神经元的权值和偏置值,然后利用该模型在线预测电梯每个行程吸收或回馈的能量,据此调节超级电容的平衡电压实现提前储能/泄能,补偿电梯运行过程中所需的尖峰功率。此外,根据电梯载荷和行程信息动态调整超级电容的平衡电压,可以充分利用超级电容的能量存储空间,在某些行程下除了补偿尖峰功率,还能够补偿一部分额定功率,优化网侧整流器的功率容量。最后通过MATLAB/Simulink搭建的仿真平台和实验样机验证了本方法的可行性。     

自由锻造油压机常锻工况能耗特性

为分析大功率自由锻造油压机电液比例控制系统能量分布规律,以常锻工况为例,综合考虑操作工操作影响,研究了操作手柄控制方式及系统控制流程,建立了油压机电液比例控制系统的能耗计算模型和仿真模型,并通过20MN快锻油压机实测数据验证了仿真模型的正确性。基于仿真模型,对20MN自由锻造油压机电液比例控制系统的能耗分布规律进行了仿真,重点研究了油压机不同载荷和操作工操作速度对系统能耗的影响。锻造油压机常锻过程存在较大的速度变化,恒定的流量源不能匹配负载变化,导致20MN自由锻造油压机满载时能量利用率仅为14.3%。研究结果还表明,载荷越大、操作工操作越熟练,系统的能量利用率越高。     

矿用电磁先导阀驱动策略

针对液压支架矿用电磁先导阀存在动态响应速度慢、维持阶段功率损耗大等问题,在不改变电磁铁机械结构的情况下,对驱动策略进行了研究。在分析了电磁铁工作原理的基础上,通过Ansoft Maxwell软件搭建电磁铁的仿真模型进行静态特性仿真,把得到的电磁仿真数据结果导入AMESim仿真模型中进行动态分析,并通过实验验证了仿真模型的正确性;分别研究了双极性电压控制、三电压控制和PWM维持占空比控制方式下的电磁先导阀动态特性,并对仿真结果进行了分析。结果表明:双极性电压的控制方式可以明显提升电磁先导阀的动态响应,而三电压和PWM维持占空比的控制方式在提升动态特性的基础上,还有效降低了功耗。     

Excavator energy-saving efficiency based on diesel engine cylinder deactivation technology

The hydraulic excavator energy-saving research mainly embodies the following three measures: to improve the performance of diesel engine and hydraulic component, to improve the hydraulic system, and to improve the power matching of diesel-hydraulic system-actuator. Although the above measures have certain energy-saving effect, but because the hydraulic excavator load changes frequently and fluctuates dramatically, so the diesel engine often works in high-speed and light load condition, and the fuel consumption is higher. Therefore, in order to improve the economy of diesel engine in light load, and reduce the fuel consumption of hydraulic excavator, energy management concept is proposed based on diesel engine cylinder deactivation technology. By comparing the universal characteristic under diesel normal and deactivated cylinder condition, the mechanism that fuel consumption can be reduced significantly by adopting cylinder deactivation technology under part of loads condition can be clarified. The simulation models for hydraulic system and diesel engine are established by using AMESim software, and fuel combustion consumption by using cylinder-deactivation-technology is studied through digital simulation approach. In this way, the zone of cylinder deactivation is specified. The testing system for the excavator with this technology is set up based on simulated results, and the results show that the diesel engine can still work at high efficiency with part of loads after adopting this technology; fuel consumption is dropped down to 11% and 13% under economic and heavy-load mode respectively under the condition of driving requirements. The research provides references to the energy-saving study of the hydraulic excavators.     

轨道交通车辆金属蜂窝式防爬吸能器的设计

蜂窝材料以其吸能特性稳定和结构质量轻而越来越多地应用在航空航天、高速列车以及国防装备等领域。文中以高强度六边形金属蜂窝为研究对象,分析高速列车缓冲器的结构原理,为指导后续高速列车用缓冲器缓冲特性及其相关理论的研究,提出高速列车用缓冲器缓冲的设计方法,并给出相应的设计实例,为后续高速列车用缓冲器的设计提供理论指导。