动车组牵引传动系统的
crh1型动车组牵引传动系统的工作原理

crh1型动车组牵引传动系统的工作原理CRH1型动车组的牵引传动系统是一种电力传动系统,由以下几个主要部分组成:1. 主变压器(Main Transformer):将输入的高电压交流电能转换为适合驱动电机的低电压交流电能。
2. 三相异步牵引电动机(Three-phase Asynchronous Traction Motor):采用交流电供电,通过电磁感应产生旋转力,将电能转换为机械能,驱动车辆前进。
3. 变频装置(Variable Frequency Drive):控制电动机的转速和扭矩。
它将来自主变压器的低电压交流电能转换为可调频率、可调电压的交流电,以满足不同工况下的牵引需求。
4. 牵引变流器(Traction Inverter):将变频装置输出的交流电能转换为直流电能,供给电动机使用。
5. 牵引控制器(Traction Controller):负责控制和监测牵引传动系统的各个部分,包括电压、电流、转速等参数的调节与保护。
6. 齿轮箱(Gearbox):连接电动机和车轮,通过齿轮传动将电动机的高速旋转转换为车轮的合适速度和扭矩。
7. 轮对(Wheelset):将齿轮箱输出的扭矩传递给车轮,推动车辆前进。
整个系统的工作原理是:主变压器将输入的高电压交流电能转换为低电压交流电能,并通过变频装置调节输出电能的频率和电压。
牵引变流器将变频装置输出的交流电能转换为直流电能供给电动机使用。
牵引控制器对牵引传动系统进行监测和控制,调节电压、电流、转速等参数以满足不同的牵引需求。
电动机接受来自牵引变流器的电能,并通过电磁感应产生旋转力,将电能转换为机械能驱动车辆前进。
齿轮箱将电动机高速旋转的动力传递给车轮,推动车辆行驶。
总结起来,CRH1型动车组的牵引传动系统利用电能转换原理,通过主变压器、电动机、变频装置、牵引变流器和齿轮箱等部件实现电能到机械能的转换,从而推动车辆前进。
CRH2型动车组牵引传动系统工作原理及控制

CRH2型动车组牵引传动系统工作原理及控制简介CRH2型动车组是中国铁路总公司研制的一种高速动车组,它采用了先进的牵引传动系统,使得列车运行更加平稳、舒适、安全。
本文将对CRH2型动车组牵引传动系统的工作原理及控制做简要介绍。
牵引传动系统设计结构CRH2型动车组牵引传动系统主要由两部分组成:1.传动控制装置(Traction Control Unit,简称TCU):负责对牵引变流器进行控制,使它能够在不同工况下提供合适的电能给电机车转动。
2.永磁同步电机:由牵引变流器接受高压直流电流,再将其转化为交流电流供给电机。
永磁同步电机与牵引变流器通过两根电缆相互连接,通过双馈变流器的控制可以调整电机的转速、电流及扭矩。
工作原理当列车开始加速时,列车的电控系统将加速命令发给TCU,TCU会根据加速命令计算出需要给永磁同步电机提供多少电能,然后再将指令发送给牵引变流器。
牵引变流器会将直流电信号转换成三相交流电信号,通过永磁同步电机的转子产生电磁场,与电机内部的电磁场相互作用,产生转矩,从而使电车向前行驶。
当列车开始减速时,列车的电控系统将减速命令发给TCU,TCU会根据减速命令计算出需要回收多少列车惯性能量供给电网,然后再将指令发送给牵引变流器。
牵引变流器将列车由电动状态转为电制动状态,在电机内部通过电气反向转换的方式,将电能从电机中抽走转化成电动红外辐射远距离无线通信份额,反馈到直流供电系统中,从而实现了回收列车惯性能量的目的。
控制系统设计控制方式CRH2型动车组采用了集中式控制方式,所有永磁同步电机通过车载TCU统一控制,从而使整个牵引传动系统工作更加稳定。
在TCU中,采用了现代化的控制理念,通过高效控制算法实现列车的稳定加速和减速,并满足列车输入输出功率的匹配。
控制原理TCU通过精准测量永磁同步电机的工作状态,包括转速、电流、电压等参数,来掌握牵引传动系统的工作状态。
当需要加速或减速时,TCU会立即对永磁同步电机的控制信号进行调整,从而保证列车稳定运行。
动车组牵引传动系统的

动车组牵引传动系统设计摘要本文简述了我国动车组牵引传动系统的特点及发展现状,阐述了动车传动系统的设计思路,并讲解了动车组牵引传动系统分析仿真模型理论知识。
论述了动车组牵引传动系统设计中包括传动系统功率的分析,牵引功率、黏着牵引力、启动加速度、平均加速度、列车运行最高速度等进行列车牵引特性的设计。
通过动车组牵引传动系统的设计过程分析得到了设计过程中的规律讨论了在设计过程中遇到的问题,总结了设计时应注意的问题。
关键词:牵引传动系统、分析仿真模型,牵引功率,黏着牵引力,启动加速度第一章 CRH3型动车组的牵引传动系统的简介1.1 CRH3型动车组的牵引传动系统的简介CRH3型动车组为8辆编组的动力分散交流传动电动车组,4动4拖,其中相邻的两辆动车为一个基本动力单元,每个动力单元具有独立的牵引传动系统,如图l所示,主要由1台主变压器、2台牵引变流器和8台牵引电机等组成。
牵引变压器原边额定电压为单相交流25 kV/50 Hz,副边为l 550 V/50 Hz。
牵引变流器输入侧为四象限脉冲整流器(4QC),2个4QC并联为一个共同的DC连接供电,中间电容区部分存储能量,输出平滑的直流电压。
输出端为一个PWM逆变器,将DC连接电压转换成牵引系统所要求的变压变频i相电源驱动4个并联的异步牵引电机。
本研究采用DTC系统来控制逆变和电机驱动部分,并对整个牵引传动系统进行建模研究。
1.2 CRH3型动车组的牵引传动系统的特点CRH3型动车组在不同的速度时刻根据牵引/制动曲线输出所需的牵引力,使动车组顺利完成牵引或制动过程。
牵引工况时,牵引力和速度的数学关系为:再生制动时,制动力和速度的数学关系为:1.3.我国机车电传动技术的发展与现状1 交-直传动技术的发展1958年底,我国试制出第1台干线电力机车,即6Y1型电力机车。
6Y1型电力机车是以前苏联H60型干线交直流传动电力机车为样板,按照中国铁路规范进行研制的。
由于当时大功率电力电子器件尚未成熟,可用的整流器件是引燃管。
CRH2C型动车组牵引传动系统

第四章牵引传动系统第一节动车组牵引传动方式CRH2C型动车组采用交流传动系统,动车组由受电弓从接触网获得AC25kV/50Hz电源,通过牵引变压器、牵引变流器向牵引电机提供电压频率均可调节的三相交流电源(如图4-1所示)。
图4-1 牵引传动系统简图一、牵引工况:受电弓将接触网AC25kV单相工频交流电,经过相关的高压电气设备传输给牵引变压器,牵引变压器降压输出1500V单相交流电供给牵引变流器,脉冲整流器将单相交流电变换成直流电,经中间直流电路将DC2600~3000V的直流电输出给牵引逆变器,牵引逆变器输出电压/频率可调的三相交流电源(电压:0~2300V;频率:0~220Hz)驱动牵引电机,牵引电机的转矩和转速通过齿轮变速箱传递给轮对驱动列车运行(如图4-2所示)。
图4-2 牵引工况传动简图二、再生制动:一方面,通过控制牵引逆变器使牵引电机处于发电状态,牵引逆变器工作于整流状态,牵引电机发出的三相交流电被整定为直流电并对中间直流环节进行充电,使中间直流环节电压上升;另一方面,脉冲整流器工作于逆变状态,中间直流回路直流电源被逆变为单相交流电,该交流电通过真空断路器、受电弓等高压设备反馈给接触网,从而实现能量再生(如图4-3所示)。
图4-3 再生制动工况传动简图三、牵引电机采用三相鼠笼式牵引电机,其轴端设置速度传感器,实时检测电机转速(转子频率),对牵引和制动进行实时控制。
M1车和M2车传动系统独立控制,某动车故障时,故障动车将被隔离,无故障动车可以继续为列车提供动力;当某个基本单元故障时,可通过VCB 切除故障单元,而不会影响其它单元工作。
图4-4 为牵引系统主电路原理图。
第二节牵引系统构成及工作原理CRH2C型动车组牵引传动系统主要由特高压电器设备和主牵引电气系统组成,特高压电器主要作用是完成从接触网到牵引变压器的供电,主要包括:受电弓、主断路器、避雷器、电流互感器、接地保护开关等;主牵引电气系统主要作用是完成交流变频、直流调压、调整牵引电流的大小及相序、输出牵引力等,主要由牵引变压器、四象限变流器、牵引逆变器和牵引电机组成。
动车组牵引传动系统的组成

动车组牵引传动系统的组成动车组牵引传动系统的组成一、引言随着我国铁路运输的不断发展,高速铁路已经成为了我国铁路运输的重要组成部分。
而在高速铁路中,动车组作为一种新型的列车形式,具有运行速度快、安全性高、舒适性好等优点。
而动车组牵引传动系统则是其重要的组成部分之一。
本文将从以下几个方面来详细介绍动车组牵引传动系统的组成。
二、牵引电机牵引电机是动车组牵引传动系统中最为重要的部件之一。
它是将电能转化为机械能,通过驱动轮对来实现列车运行的关键设备。
目前,我国主要采用三相异步电机作为牵引电机,其特点是结构简单、可靠性高、效率较高等。
三、变速器变速器是指用于调节牵引电机输出转矩和转速以适应列车不同工况下运行需求的装置。
在实际应用中,变速器主要分为两种类型:机械式变速器和电子式变速器。
其中,机械式变速器采用齿轮传动原理进行调节,具有结构简单、可靠性高等优点;而电子式变速器则采用电子控制技术进行调节,其优点是能够实现更精确的调节和更高的效率。
四、传动装置传动装置是指将牵引电机输出的转矩和转速通过轴承、齿轮等部件传递给驱动轮对的装置。
在实际应用中,常见的传动装置有两种:一种是直接连接式传动,即将牵引电机与驱动轮对通过一个联轴器直接连接;另一种是间接连接式传动,即将牵引电机与驱动轮对之间通过减速器等部件进行间接连接。
五、控制系统控制系统是指用于控制和调节牵引传动系统运行状态的设备。
在实际应用中,控制系统主要分为两类:一类是自动控制系统,即由列车自身设备根据预设程序进行自主控制;另一类是人工控制系统,即由司机根据列车运行情况进行手动操作。
六、总结综上所述,动车组牵引传动系统的组成包括了牵引电机、变速器、传动装置以及控制系统等多个部分。
这些部件的协同作用,使得动车组能够实现快速、平稳、安全的运行,为我国铁路运输事业的发展做出了重要贡献。
CRH2型动车组牵引传动概述

CRH2型动车组牵引传动概述7.1.1牵引传动系统的组成CRH2型动车组编组形式为8辆编组,动力配置为4M-F4T,即Tlc-M2-M1-T2-Tlk-M2-Mls-T2c,其中相邻的两辆动车为1个基本动力单元。
每个动力单元具有独立的牵引传动系统。
CRH2型动车组采用交流传动系统,主要由受电弓(包括高压电器设备)、牵引变压器、脉冲整流器、中间环节、牵引逆变器、牵引电动机、齿轮传动等组成。
动车组受电弓从接触网获得AC25000V/50Hz电源,为了满足动车组牵引特性的要求,牵引电动机需要电压频率均可调节的三相交流电源。
牵引传动系统组成原理参见图7.1。
7.1.2牵引传动系统能量变换及传递列车牵引运行是将电能转换成机械能,能量变换与传递的途径如图7.2黑色箭头所示;再生制动运行是将机械能转换成电能,能量变换与传递的途径如图7.2白色箭头所示。
列车牵引运行时:受电弓将接触网AC25kV单相工频交流电,经过相关的高压电气设备传输给牵引变压器,牵引变压器降压输出1500V单相交流电供给牵引变流器,脉冲整流器将单相交流电变换成直流电,经中间直流电路将DC2600~3000V的直流电输出给牵引逆变器,牵引逆变器输出电压/频率可调的三相交流电源(电压:O~2300V;频率:0~220Hz)驱动牵引电动机,牵引电动机的转矩和转速通过齿轮变速箱传递给轮对驱动列车运行。
实现电能到机械能的转换。
再生制动时:控制牵引逆变器使牵引电动机处于发电状态,牵引逆变器工作于整流状态,牵引电动机发出的三相交流电被整流为直流电并对中间直流环节进行充电,使中间直流环节电压上升。
脉冲整流器工作于逆变状态,中间直流回路直流电被逆变为单相交流电,该交流电通过牵引变压器、真空断路器、受电弓等高压设备反馈给接触网,从而实现机械能到电能的转换。
7.1.3牵引传动系统主电路牵引传动系统主电路结构原理简图如图7.3所示,主电路原理图如图7.4所示。
动车组由受电弓从接触网接受25kV,50Hz单相交流电,通过真空断路器(VCB)连接到牵引变压器原边绕组。
CRH2型动车组牵引传动系统工作原理及控制

CHR2型动车组牵引传动系统工作原理及控制CRH2型动车组牵引传动系统设备配置及工作原理概论牵引传动系统是CRH2型高速动车组的动力来源。
整个系统动力均匀分布于整列动车组的四个基本单元之中,形成了一个完整的组合的动力源。
巨有牵引功率大、启动平稳、快速快捷、有效抑制空转和滑行保护到位等特性,并与多个系统连锁控制,实现运行平稳,多级调速和准确停车。
一、牵引传动系统的组成CRH2型高速动车组以四动四托为编组,其中2,3,6,7号车为动车,1,4,5,8号车是拖车,配备两个牵引系统,首尾两车各设有司机室可双向行驶。
正常情况下两个牵引系统均工作,当某一系统发生故障时可自动切断故障源继续行驶。
CRH2型高速动车组采用动力分散交流传动模式,主要有受电弓,牵引变压器,脉冲整流器,中间环节,牵引变流器,牵引电动机,齿轮传动等组成。
二、牵引传动系统的主要设备配置2.1:车顶设备配置各车辆间的主电路均采用高压电缆和高压电缆连接器连接。
高压电缆连接器分为直线型,5度倾斜型,T型等几种,通过这些高压电缆连接器接通高压电缆。
供电设备配置在4,6号车前部车顶,主要有受电弓和接地保护开关等。
2.2:车底设备配置动车组牵引传动系统车底设备主要有网侧高压电气设备,牵引变压器,牵引变流器,牵引电动机等设备组成。
全列共计2台牵引变压器,4台牵引变流器,16台牵引电动机。
牵引变压器位于2,6号车底,牵引变流器和牵引电动机皆配置在2,3,6,7号车底。
三、动车组牵引传动系统主要设备3.1:受电弓动车组受电弓是从接触网获得电能的主要设备,也是动车组主电路的高压设备之一。
受电弓主要通过列车运行时压缩空气进入升弓装置气囊升起受电弓,使受电弓滑板与接触线接触而获电;绛弓时排出气囊内压缩空气使受电弓落下。
3.2:接地保护开关受电弓和接地保护开关安装在同一车辆上。
接地保护开关通过把特高压电源接地,防止对车体施加特高电压。
当主电路发生电流异常或接触网电压异常等事故时,强制性地操作保护接地开关,把接触网接地,使接地电流流向接触网,变电站供电系统中的隔离开关跳闸,接触网处于无电压状态,以保护动车组不受损坏。
动车组牵引传动系统CRH380B(L)

CRH380B动车组牵引传动系统本章主要介绍动车组牵引传动系统工作原理及主要组成部件牵引变压器、变流器、牵引电机及限压电阻等电气设备结构、性能特点。
第一节动车组牵引传动方式CRH380B动车组整列为一个高压单元,由两个对称的牵引单元组成(每四辆车为一个牵引单元),牵引单元间由车顶高压线缆连接。
CRH380BL动车组由两个独立的高压单元组成(前、后八辆分别为一个高压单元),每个高压单元由两个对称的牵引单元组成(每四辆车为一个牵引单元),牵引单元间由车顶高压线缆连接。
如图4-1所示图4-1 CRH380BL动车组高压单元CRH380B和CRH380BL动车组高压供电系统组成、工作原理基本相同:接触网高压电经受电弓进入动车组,经主断路器(MCB)等高压部件,一路直接进入本牵引单元、另一路经隔离开关(RLDS)、车顶高压电缆进入另一牵引单元。
CRH380B动车组牵引传动系统采用4动4拖的动力配置,01、03、06、08车为动车,02、04、05、07车为拖车,全列由2个牵引单元组成,每个牵引单元由1台变压器、两台变流器和2个动车的8台牵引电机组成,全车共计16台牵引电动机;CRH380BL动车组牵引传动系统采用8动8拖的动力配置,01、03、06、08、09、11、14、16车为动车,02、04、05、07、10、12、13、15车为拖车,全列由四个牵引单元组成,每个牵引单元由一台变压器、两台变流器和2个动车的8台牵引电机组成,全车共计32台牵引电动机。
第二节牵引系统构成及工作原理一、原理及基本组成CRH380B动车组整列为一个高压单元,由两个对称的牵引单元组成(每四辆车为一个牵引单元,如图4-2),牵引单元间由车顶高压线缆连接。
CRH380BL动车组由两个独立的高压单元组成(前、后八辆分别为一个高压单元),每个高压单元由两个对称的牵引单元组成(每四辆车为一个牵引单元),牵引单元间由车顶高压线缆连接。
图4-2 牵引单元CRH380B(L)动车组高压供电系统组成、工作原理基本相同。
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动车组牵引传动系统设计摘要本文简述了我国动车组牵引传动系统的特点及发展现状,阐述了动车传动系统的设计思路,并讲解了动车组牵引传动系统分析仿真模型理论知识。
论述了动车组牵引传动系统设计中包括传动系统功率的分析,牵引功率、黏着牵引力、启动加速度、平均加速度、列车运行最高速度等进行列车牵引特性的设计。
通过动车组牵引传动系统的设计过程分析得到了设计过程中的规律讨论了在设计过程中遇到的问题,总结了设计时应注意的问题。
关键词:牵引传动系统、分析仿真模型,牵引功率,黏着牵引力,启动加速度第一章 CRH3型动车组的牵引传动系统的简介1.1 CRH3型动车组的牵引传动系统的简介CRH3型动车组为8辆编组的动力分散交流传动电动车组,4动4拖,其中相邻的两辆动车为一个基本动力单元,每个动力单元具有独立的牵引传动系统,如图l所示,主要由1台主变压器、2台牵引变流器和8台牵引电机等组成。
牵引变压器原边额定电压为单相交流25 kV/50 Hz,副边为l 550 V/50 Hz。
牵引变流器输入侧为四象限脉冲整流器(4QC),2个4QC并联为一个共同的DC连接供电,中间电容区部分存储能量,输出平滑的直流电压。
输出端为一个PWM逆变器,将DC连接电压转换成牵引系统所要求的变压变频i相电源驱动4个并联的异步牵引电机。
本研究采用DTC系统来控制逆变和电机驱动部分,并对整个牵引传动系统进行建模研究。
1.2 CRH3型动车组的牵引传动系统的特点CRH3型动车组在不同的速度时刻根据牵引/制动曲线输出所需的牵引力,使动车组顺利完成牵引或制动过程。
牵引工况时,牵引力和速度的数学关系为:再生制动时,制动力和速度的数学关系为:1.3.我国机车电传动技术的发展与现状1 交-直传动技术的发展1958年底,我国试制出第1台干线电力机车,即6Y1型电力机车。
6Y1型电力机车是以前苏联H60型干线交直流传动电力机车为样板,按照中国铁路规范进行研制的。
由于当时大功率电力电子器件尚未成熟,可用的整流器件是引燃管。
6Y1型电力机车经铁科院环形铁道运行试验后,于1962年前后共试制了5台样车投入宝凤线试运行。
但是,由于一些重要设备(调压开关、牵引电机等)一直存在技术和质量问题,尤其是引燃管整流器难以达到实际运用要求,因此6Y1型电力机车未能投人批量生产。
随着我国电力电子工业的发展,大功率整流二极管开始进入到工程实用阶段,为机车电传动技术的发展提供了必要条件。
正是在这样的技术背景下,在6Y1型电力机车基础上,我国第1代有级调压、交-直传动电力机车——SSl型电力机车于1968年试制成功,1969年开始批量生产,到1988年止,共生产826台,使我国机车电传动技术进入到交-直传动时期。
可控型器件——晶闸管的出现,使机车电传动技术跨上了一个新台阶。
SS3型电力机车正是作为我国机车电传动技术由二极管整流有级调压到相控无级调压的第2代交-直传动客货用电力机车。
1978年底,由株洲电力机车厂和株洲电力机车研究所共同研制成功。
SS3型电力机车主电路采用牵引变压器低压侧调压开关分级与晶闸管级间相控调压相结合的平滑调压调速技术,使机车获得良好的调速性能。
随着大功率晶闸管性能的提高,相控技术成熟应用到机车电传动领域,其代表车型为SS4型电力机车。
SS4型机车是1985年开发的相控无级调压、交-直传动8轴重载货运电力机车,是我国相控机车的“代表作”,与后续开发的SS5、SS6、SS7、SS8及SS9型电力机车一起,构成我国晶闸管相控调压、交-直传动的系列产品。
该型机车由2节完全相同的4轴电力机车通过内重联环节连接组成,每节车为一个完整系统,经过实际应用和吸收消化国外8K、6K、8G型等机车的先进技术,做过几次重大改进,使机车性能和质量得到显著提高,成为我国干线货运主型机车。
2 交流传动技术的发展为追踪世界新型“交-直-交”电力机车新技术,更为了满足社会经济发展的要求, 推动轨道交通装备技术进步, 我国研究、应用交流传动技术, 经历了技术探索( 理论认识与基础开发)、引进应用( X2000动车组)、合作研制(“蓝箭”动车组和NJ1内燃调车等)、自主开发几个阶段。
上世纪70年代,我国开始研究交流电传动系统的基础技术;80年代完成了中等功率交流电传动系统的试验研究;90年代初研制了1Mw大功率变流系统并促进AC4000原型机车的研制与组装;90年代中期相继启动高性能交流传动控制技术、大功率GTO牵引变流器工程化、中大功率IGBT牵引变流器、大功率异步牵引电机等一系列核心技术的攻关工程, 取得了丰硕成果, 并于本世纪初开始装车应用。
2001年9月我国自行研制成功200km/h“奥星”交流传动电力机车,同年10月时速200km/h的“蓝箭”号在广深线投入使用;2001年又研制成功采用交流传动技术的200km/h的“先锋”号及160km/h的“中原之星”动力分散型电动车组。
从2006年开始,我国分别从日本、德国、法国等国引进先进技术,并消化吸收及国产化,成为“具有我国自主知识产权”的动车组产品系列-CRH 系列动车组,它们均属于强动力分散系动车组,这些均预示着机车性能的深刻变革,因而成为今后我国电力机车的发展方向。
我国自主研发的交流传动产品还有:国防科技大学磁浮列车、DF8BJ型“西部之光”内燃机车、DJJ2型“中华之星”高速动车组、DJ7CJ型内燃机车、“天梭”电力机车、KZ4A型哈萨克斯坦电力机车、国产化地铁列车、自主知识产权北京地铁客车等,共计50多台套。
1.4 CRH3型动车组的牵引传动系统的现状牵引技术的现状可从以下五个方面来看:(1)牵引传动制式。
牵引传动制式分为直流传动制式和交流传动制式。
目前我国干线铁路使用的电力机车仍以直流传动制式为主,交流传动机车虽然已经有了运用,但在电力牵引动力中所占的比重很小。
由于交流传动机车性能的优越性,国外的主要机车生产商早已停止了直流传动机车的生产,基本上都是采用交流传动方式的牵引技术。
我国铁路牵引的交流传动技术应用才刚刚开始,技术上远未达到成熟的程度。
(2)动力配置方式。
按牵引动力配置方式可以分为动力集中方式和动力分散方式。
动力集中方式就是传统的机车牵引方式,这是我国目前电力牵引的主要模式,也是我国铁路运用比较成熟的牵引模式。
动力分散型动车组是日本首创的,动力分散方式是城市地铁牵引模式的进化和发展,是一种发展迅速的牵引模式。
欧洲国家近年来也纷纷采用动力分散型动车组的模式。
目前我国也已经有了这种牵引模式的动车组,如“中原之星”动车组,“先锋”号动车组以及CRH系列动车组,但无论在技术上还是在运用管理上都只是刚刚起步。
(3)运行速度等级。
我国已经有了120km/h及以下等级、160km/h等级、200km/h等级、250km/h等级以及300km/h的电力机车或动力分散型动车组。
160km/h及其以下等级的机车在技术上已经比较成熟,也有了较为成熟的运用和管理经验;但对于250km/h及其以上等级机车的应用才刚刚开始,技术上也还不够成熟。
(4)车载牵引功率。
车载功率可以从总功率和单轴功率两个方面来看:我国直流传动机车的车载总功率最大为6400kW(SS4型机车),单轴功率最大为900kW(SS8型机车);交流传动机车的车载总功率最大为7200kw(SSJ3型机车),单轴功率最大为1200kW(“中华之星”动车组)。
作为单轴1200kW的交流传动机车来说,已经达到了较高的水平,只是在技术上还不够成熟。
(5)牵引控制系统。
我国铁路机车已经普遍采用微机作为牵引控制系统,但在直流传动机车上仍有相当数量的模拟电子控制系统。
动车组上已经开始使用列车和车厢的通信网络实现控制和信息交换,初步形成了分布式控制的雏形。
但目前还没有我们自己的、成熟可靠的微机控制系统产品,控制网络的应用尚待完善。
以上诸方面的关系是相互交叉和相容的。
根据上述分析,可以说我国铁路在牵引的技术方面已经基本达到或接近国际先进水平,只是在技术的成熟度和产品的可靠性方面需要进一步提高。
总的来说目前在牵引系统方面,“中华之星”和“先锋”号动车组的技术含量相当高,已经试验运行了50多万km,有很多经验可以借鉴,而作为中国铁路第六次大提速上线运行的动车组——和谐号动车组的技术,可以作为我国牵引动力技术最高水平的代表。
第二章 CRH3动车组牵引传动系统分析仿真模型2.1 CRH3动车组牵引传动系统仿真分析根据各部分的工作原理搭建了cRH3型动车组牵引传动系统的Manab/imulink 仿真模型,主电路如图8所示。
变压器由25 kV变到两个1 550 V,接两个4QC进行整流,经中间直流环节和逆变器输出三相电压驱动电机运转。
(1)仿真结果及分析本研究对采用DTC控制方式的CRH3型动车组牵引传动系统进行仿真,得到了在不同运行工况下机车的电压、电流等波形,并对得到的波形进行了分析。
本研究采用的CRH3型动车组牵引电机的具体参数如表l所示。
(2)仿真的速度和转矩跟踪响应给定速度由0 km/h一300 km/h~50 km/h变化模拟动车组的牵引一再生制动工况。
速度和转矩跟踪曲线如图9和图10所示。
从图中可以看出,在DTC控制方式下,系统表现了良好的速度和转矩跟踪响应,其中在转矩跟踪方面,因为D代通过二点式调节器(band如and控制)产生PwM信号,在加快了力矩响应的同时也必然增加了转矩的脉动。
(3)电机定子电流系统仿真的牵引电机定子电流波形如图11所示,由图可以看出机车在DTc系统控制下运行在不同工况时,牵引电机电流没有出现大的波动,运行正常。
2.2各种典型工况时的谐波分析牵引工况和再生制动工况时,变压器一次侧电流的谐波频谱图如图12、图13所示。
从牵引和制动这两种典型工况的谐波分析中可以看出,在DTC系统下,CRH3型动车组运行时电流畸变率较小,奇次谐波百分比比较大,符合实际情况。
2.3变压器二次侧电压、电流相位差分析牵引工况时变压器二次侧电压、电流波形如图14所示,从图中可以看到两者相位差基本为0。
,保持同相,表明机车在吸收功率运行在牵引工况下。
再生制动工况时,变压器二次侧电压、电流波形如图15所示,可以看到两者相位差基本为180。
,保持反相,机车运行在制动工况下将能量反馈给电网,实现能量再生。
2.4功率因数分析12 s仿真时间内的功率因数曲线如图16所示,在DTC系统控制下,牵引传动系统的功率因数在牵引工况时基本接近l,在再生制动工况时接近一1,且曲线变化平滑,系统性能良好。
2.5网压波动时动车组恒速仿真在仿真时间为5 s时,变压器一次侧电压由25 kV变到19 kv,变压器二次侧电压、电流波形如图17所示。
模拟动车组在网压波动下的速度变化曲线如图18所示,由图可以看到在网压波动时,DTC系统控制下的CRH3型动车组速度能恒定在300 kln/h,没有出现大的速度波动。