中国高速列车牵引传动系统分析比较

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地铁动车牵引传动系统分析、建模及优化

地铁动车牵引传动系统分析、建模及优化

地铁动车牵引传动系统分析、建模及优化一、本文概述随着现代城市化的快速推进,地铁和动车已成为城市公共交通的重要组成部分,对于缓解城市交通压力、提高出行效率具有至关重要的作用。

而牵引传动系统作为地铁和动车的核心组成部分,其性能直接影响到列车的运行效率、能源消耗以及乘客的乘坐体验。

因此,对地铁动车牵引传动系统进行深入的分析、建模及优化,对于提升列车的整体性能、推动城市交通的绿色发展具有重要意义。

本文旨在对地铁动车牵引传动系统进行全面的研究。

通过文献综述和实地调研,梳理地铁和动车牵引传动系统的发展历程和现状,分析当前牵引传动系统存在的问题和挑战。

建立牵引传动系统的数学模型,利用先进的仿真工具进行模拟分析,深入了解系统的运行特性和性能表现。

在此基础上,探讨牵引传动系统的优化策略和方法,提出切实可行的优化方案。

通过案例分析,验证优化方案的有效性和可行性,为地铁和动车牵引传动系统的改进和升级提供理论支持和实践指导。

本文的研究内容不仅有助于提升地铁和动车牵引传动系统的技术水平,还可为城市交通的可持续发展提供有益借鉴。

通过不断优化牵引传动系统,有望降低列车的能源消耗、减少排放污染,推动城市交通向更加绿色、高效的方向发展。

本文的研究成果也可为相关领域的研究人员和技术人员提供参考和启示,推动牵引传动系统技术的不断创新和发展。

二、地铁动车牵引传动系统分析地铁动车的牵引传动系统是地铁车辆运行中的核心部分,其性能直接影响到列车的运行效率、乘坐舒适性和能源利用效率。

地铁动车的牵引传动系统主要包括牵引电机、传动装置、控制系统等部分,它们协同工作,使列车能够在不同的运行工况下保持稳定的牵引和制动性能。

牵引电机是地铁动车牵引传动系统的动力源,其性能直接影响到列车的加速和爬坡能力。

现代地铁动车通常采用交流传动系统,牵引电机多采用三相异步电机或永磁同步电机,具有高效率、高功率密度和良好的调速性能。

在列车运行过程中,牵引电机需要根据列车的运行需求和工况变化,实时调整输出功率和转速,以满足列车的牵引和制动需求。

高速列车运行中的动力系统分析

高速列车运行中的动力系统分析

高速列车运行中的动力系统分析近年来,高速列车在我国的铁路运输中占据越来越重要的地位。

高速列车的高速运行是基于其强大的动力系统支撑下实现的。

本文将对高速列车的动力系统进行详细分析。

一、高速列车的动力系统组成高速列车的动力系统可分为传动系统和能源系统两个部分。

其中传动系统包括电机、齿轮、传动轴、万向节等;能源系统则包括发电设备、转换装置、电容器等。

1. 电机电机是高速列车动力系统的核心部分。

它将电能转换成它能,通过传动轴驱动高速列车运行。

目前主要采用交流电机或同步电机,优点是体积小、重量轻、效率高、可靠性强等。

2. 齿轮齿轮是高速列车动力系统中传递动力的关键部分。

齿轮一般采用硬质合金材料,可以承受较大的转矩和负荷,同时可以达到很高的传递效率。

3. 传动轴传动轴是高速列车动力系统中连接电机和齿轮的部件。

传动轴要求刚性强、重量轻、耐磨损、防腐蚀等性能。

4. 万向节万向节是高速列车动力系统中连接传动轴和车轮的关键部分。

它可以使传动轴自由旋转并适应车轮的轮距变化。

5. 发电设备高速列车的发电设备主要有内燃机、燃气轮机、发电机等。

发电设备主要是为高速列车提供电力支持,保证其正常运行。

6. 转换装置高速列车的转换装置主要有晶闸管、整流器、逆变器等。

转换装置主要起到将供电设备提供的交流电转换成直流电,为牵引电机提供电源。

7. 电容器电容器是高速列车动力系统中存储能量的重要部分。

它具有高容量、长寿命、运行稳定等特点,是高速列车动力系统中重要的储能设备。

二、高速列车动力系统的工作原理高速列车的动力系统工作原理主要是电力驱动和传动机械转动两种方式。

电力驱动基于发电设备和转换装置,通过电容器为电机提供驱动电源;传动机械转动则是电机通过传动系统驱动齿轮和车轮转动。

高速列车的动力系统要求启动速度快、加速度大、负载承受能力强、运行平稳等。

为了满足这些需求,高速列车动力系统采用了多重保护和控制机制。

如过载保护、过电流保护、过热保护、缓启动、自适应加速等功能,确保动力系统运行的稳定和可靠。

中国高速列车牵引传动系统比较分析

中国高速列车牵引传动系统比较分析
4动4拖 17 8800
CRH5 250 211.5
5动3拖 分散 独立式 601 3200 451 17 6770
CRH380AL 380 403
14动2拖 分散
独立式 1061 3380 732 15 20,440
CRH380BL 380 400
8动8拖 分散
1.1. 前期探索阶段
在多年的电力机车研制经验基础上,中国开始了电动车组及高速列车的探索。中国自行设计制造的 首列电力动车组是由长春客车厂、株洲电力机车研究所和铁道科学研究院,根据铁道部科学技术发展规 划,于 1978 年开始研究设计,1988 年完成试制的 KDZ1 型电力动车组。该动车组为 2 动 + 2 拖 4 节编 组,总功率为 1200 kW,采用经济八段桥、相控交 2 直流传动,最高速度是 140 km/h。4 节车均设硬座, 座席呈 2 + 3 布置。全列总定员是 382 人,其中单节动车定员 88 人,单节拖车定员 103 人。KDZ1 型电 力动车组于 1989 年在北京环形试验线上进行动态调试和各种试验,最高试验速度达到 142.5 km/h,各项 指标满足设计要求。虽未能投入正式运用,但是它为后来中国电力动车组的发展积累了经验[2]。
1.2.1. CRH1 动车组 CRH1 型动车组由青岛四方—庞巴迪—鲍尔铁路运输设备有限公司制造,拥有快速、舒适、可靠特
点的同时,又满足了中国铁路客运量比较大的需求。全车设一等车、二等车、餐车等,配备有残疾卫生 间,定员 668 人。CRH1 型动车组是动力分散式列车,具有起动加速度较快,制动较快的特点。在中国 现行线路中,很多客运线路上都可以看到 CRH1 型动车组的身影,比如在广深铁路、沪昆铁路、达成铁 路等。
Abstract

CRH380B型动车组牵引系统故障分析与研究

CRH380B型动车组牵引系统故障分析与研究

CRH380B型动车组牵引系统故障分析与研究摘要:高速列车在实际运行过程中,其牵引系统出现故障的频率相对较高,牵引系统故障会对列车正点以及运行安全性产生较为严重的影响。

基于此,本文主要针对CRH380B型动车组在运行过程中牵引系统有可能发生的故障问题进行分析和探讨。

关键词:CRH380B型动车组;牵引系统;故障分析引言:列车在运行过程中牵引系统所出现的故障通常为牵引丢失以及主断不能闭合,和高速列车运行中的其它故障相比,牵引系统发生故障频率相对较高,此类故障不利于保障列车正点以及列车运行的安全性。

因此,针对此类故障进行深入分析和探究意义重大。

一、功能简介通过受电弓实现接触网AC25KV 单相工频交流电的传输,使其能够转移到牵引变压器,在变压器对交流电完成降压处理的基础上,接下来将其转移给脉冲整流器,接下来交流电会在脉冲整流器的处理下转化成直流电,直流电会继续进行输出,作用于牵引逆变器,其会对三相异步电动机进行可控电压、电流的三相交流电供给,在齿轮转动的支持下,牵引电机所输出的转矩以及转速便可以有效传递给轮对,通过此种方式实现转矩与转速的转化,使其成为轮缘的牵引力以及线速度。

实际的高压电气设备在接触网到牵引变压器接通和断开的这一过程中,主要涉及到了受电弓、避雷器以及高压电缆等。

二、故障问题发生原因分析(一)主断不能闭合造成动车组牵引系统出现主断路器无法有效闭合的主要原因包括网压处于不合理范围、过分相后闭合、牵引变压器或者牵引变流器发生故障、网络通讯流畅度不高、主断出现相应故障以及高压接触器出现相应问题等。

而主断锁闭通常是因为软件保护(针对指定牵引设备所处在的牵引单元开展复位工作,若通过此种方式主断无法解锁,针对牵引单元主断开展复位工作,在主断不能够进行闭合过程中,针对风管压力进行检查,如果实际的风管压力不超过7bar,那么每次进行升弓时间应该小于10min,否则便很容易触发软件保护造成锁闭情况)。

(二)牵引丢失导致牵引丢失问题发生的原因主要包括以下几个方面:第一,接地故障监控发挥了作用,主要是由于牵引变流器中间电压不处在合理范围内时,检测保护发挥了作用,进而会使得主断断开;第二,牵引电机风扇出现了相应的故障,主要是由于针对TCU发出牵引机冷却风扇启动指令以及高低速指令,若经过了10秒钟时间并没有收到相关运转信号,那么TCU接下来会封锁牵引同时产生相应故障报告;第三,导致MVB通讯故障问题发生的原因主要由于基于CRH3C型动车组,在各个相关牵引单元中MVB主设备为CCU,其对所有相关设备发挥着控制效果,若实际中的CCU和其中的一个MVB发生通讯终端并且时间大于60秒,那么便会在HMI报警其和相关设备所发生的故障。

浅析动车组牵引传动系统

浅析动车组牵引传动系统

浅析动车组牵引传动系统摘要:随着近年来我国科学技术的不断发展与进步,我国的轨道交通行业也进一步取得了新的长足发展。

特别是近年来的高铁动车组,通过不断的改造和技术创新,无论是从车体结构的基本稳定和现代化程度,还是系统的优化和完善程度,都已经达到了一个很高的现代化水平,最重要的一点就是高铁动车组的可靠性和时速控制取得了新的技术突破。

列车牵引传动系统的可靠性是能够保证高铁动车组高速平稳正常运转的重要技术前提,是高铁动车组最重要的系统之一。

基于此,本文以中国复兴号高速动车组为例,首先详细的介绍了列车牵引传动系统中控制电路基本的工作原理;随后再仔细的分析一下列车牵引传动系统。

因此,本文仅供其他技术相关的人士就此进行的交流与操作参考。

关键词:动车组;牵引传动系统;复兴号引言:为了有效保证复兴号高速动车组能够稳定、高速、安全的运行,必须要充分采用先进成熟的高速牵引传动系统和合理的高速牵引传动的传动方式和策略。

但是由于目前我国对高性能的牵引传动系统的研发和生产能力相对比较不足,许多产品以及关键的零部件仍然必需从国外直接进口,重要的技术仍然要依赖国外的技术支持。

因此,有必要设计和开发一系列具有完全的自主知识产权的新型高性能高速复兴号动车组。

本文以新型复兴号动车组为实际实例,简单的向大家介绍一下高速牵引传动系统及其基本的工作原理。

一、牵引传动系统中电路基本工作原理复兴号电力动车组的牵引交流传动系统主要由牵引变压器、四象限电源脉冲整流器、中间直流电控制环节、牵引逆变器和异步变频电动机等部分组成。

系统的能量回馈电流如图1所示。

在列车牵引时,受电弓通过接触网AC25kV交流电流输送至牵引变压器,经降压后输出单相交流1500V,作为牵引变流器的电源输入。

牵引变流器利用其脉冲整流器把单相交流电整流成直流电,然后用中间直流电控制环节的电作为驱动牵引逆变器的单相输入,逆变器单相输出的电压在0至2300V后,0至220Hz变频整流器控制三相交流异步电动机的供电;在再生制动的条件下,电动机通常处于发电机再生制动状态。

CRH动车组驱动装置的牵引力与加速性能分析

CRH动车组驱动装置的牵引力与加速性能分析

CRH动车组驱动装置的牵引力与加速性能分

中国铁路高速CRH动车组作为现代高铁的代表,其牵引力与加速性能对于列车的运行速度和运行效率起着至关重要的作用。

本文将从CRH动车组驱动装置的牵引力和加速性能两个方面进行分析,探讨其在高速铁路运行中的重要性和影响。

首先,我们来分析CRH动车组的牵引力。

作为高速列车,CRH动车组拥有强大的牵引力是其能够保持高速运行的基础。

牵引力是指列车牵引力输出段轮轮重所受摩擦力的大小,它直接影响列车的起步和加速性能。

CRH动车组采用的电力牵引系统,通过电动机驱动牵引装置实现列车的运行,具有很强的牵引力输出能力。

其次,我们来探讨CRH动车组的加速性能。

加速性能是指列车在单位时间内增加速度的能力,也是体现动车组运行效率和节能减排的重要指标之一。

CRH动车组采用先进的控制系统和优化的动力传动装置,能够快速实现从静止到高速的加速过程,确保列车在短时间内达到稳定的运行速度,提升列车的整体运行效率。

综上所述,CRH动车组的牵引力与加速性能在高速铁路运行中至关重要,直接影响列车的运行速度、运行效率和运行安全。

通过不断优化动车组的驱动装置和控制系统,提升列车的牵引力和加速性能,能够进一步提高高速铁路的运行水平,实现更快速、更稳定、更高效的运行,为乘客提供更加舒适和便捷的出行体验。

CRH动车组作为中国
高速铁路的骄傲,其不断提升的牵引力和加速性能必将为我国铁路事业的发展注入新的动力与活力。

高速铁路列车牵引系统设计与性能研究

高速铁路列车牵引系统设计与性能研究一、引言高速铁路作为一种现代化、高效率的交通运输方式,正逐渐取代传统的铁路运输方式成为人们出行的首选。

而高速铁路列车的牵引系统作为其核心技术之一,对列车的运行安全、舒适性和效率具有重要影响。

本文将对高速铁路列车牵引系统的设计与性能进行研究和分析。

二、牵引系统的设计原理高速铁路列车的牵引系统主要是指电力牵引系统。

该系统由电力机车或高速列车的牵引逆变器、牵引变压器、驱动电机和控制系统等组成,其主要功能是提供适量的牵引力,使列车正常运行。

1. 牵引逆变器牵引逆变器是牵引系统的核心组成部分,它将直流电源转换为交流电源,通过调节电压和频率控制驱动电机的转速和扭矩。

逆变器的设计应考虑效率高、噪音低、体积小以及电磁兼容性等因素。

2. 牵引变压器牵引变压器用于将高压电网供电的电能转换为适合列车牵引电机的低电压和高电流的电能。

牵引变压器的设计应考虑功率损耗、温升等因素,以确保高效率和安全性能。

3. 驱动电机高速铁路列车一般采用三相异步电动机或同步电动机作为牵引电机。

驱动电机的设计与选型应考虑其额定功率、转速范围、效率和可靠性等因素。

4. 控制系统牵引系统的控制系统包括驱动控制器、牵引力控制器和牵引力反馈系统等。

控制系统的优化设计可以改善列车的牵引性能、提高安全性和乘坐舒适度。

三、牵引系统性能研究高速铁路列车的牵引系统性能对列车的运行安全和乘坐舒适度至关重要。

对牵引系统的性能进行科学研究和优化设计,可以提高列车的牵引能力、降低能耗、改善运行稳定性。

1. 牵引力控制牵引力控制是牵引系统的关键性能之一。

合理控制牵引力的大小,可以提高列车的启动加速度和爬坡能力,并保证列车在不同路况下的牵引力稳定性。

通过控制系统对牵引力进行精确调节和反馈控制,可以有效降低列车的能耗和磨损。

2. 制动控制制动控制是牵引系统的另一个重要性能参数。

合理的制动控制可以确保列车在运行过程中的平稳减速和停车操作。

牵引系统应具备快速响应的制动控制能力,能够根据不同速度和负载条件下的制动需求进行精确调节。

高铁列车牵引系统的设计与性能分析

高铁列车牵引系统的设计与性能分析第一章:引言高铁列车是现代化交通工具中的一种,其快速、便捷、舒适、安全的特征得到了广泛的认可和追捧。

高铁列车的运行离不开高效稳定的牵引系统。

本文将对高铁列车牵引系统的设计与性能进行分析和探讨。

第二章:高铁列车牵引系统的设计高铁列车牵引系统主要由电机、制动器、转向架等组成。

其设计的重点是满足高速高质量运行的需求,具体表现为以下几方面:2.1 选用合适的电机电机是牵引系统的核心部件之一,必须选用适合高速高质量运行的电机类型。

目前,高铁列车牵引系统中常用的电机类型为同步电机和异步电机。

同步电机具有高效、高功率密度的优点,但对转矩的控制需要精细调节,相对复杂。

而异步电机则具有结构简单、控制方便等优点,但功率密度不如同步电机高。

因此,在设计中需要根据实际情况选择合适的电机类型。

2.2 设计合理的转向架转向架是高铁列车牵引系统的一个重要组成部分,其设计应考虑车速、车重等因素,以保证列车的稳定性和安全性。

转向架的结构应具有强大的承载能力和耐久性,以满足高铁列车高速行驶的需求。

2.3 选择可靠的制动器制动器是保证高铁列车行驶安全的必要组成部分。

在设计中应选择可靠的制动器。

目前常用的制动器类型有电阻制动器、回馈制动器、电液制动器和气压制动器。

其中,电液制动器和气压制动器具有制动力矩大、反应时间短等优点,因此在高铁列车牵引系统中被广泛应用。

第三章:高铁列车牵引系统的性能分析高铁列车牵引系统往往需要在高速高负载的情况下运行,因此对其性能的分析和评估显得尤为重要。

以下为高铁列车牵引系统常见的性能参数:3.1 加速度高铁列车牵引系统的加速度应满足列车起步、定速以及加速减速的需要。

其大小与电机的输出功率、转矩和制动器的制动力矩有关。

3.2 最高运行速度高铁列车牵引系统的最高运行速度直接影响列车的运行效率。

其大小与电机的额定转速、车轮的直径、轨道的曲率半径以及空气阻力等有关。

3.3 低速性能高铁列车牵引系统的低速性能影响列车起步和减速的效率。

关于CRH5型动车组牵引传动系统常见故障分析

关于CRH5型动车组牵引传动系统常见故障分析摘要:动车组传动系统为动车组的动力传输装置,CRH5型动车组牵引传动装置区别于其他高速动车组传动系统,独具特点。

CRH5型动车组牵引传动系统由牵引电机、万向轴、齿轮箱三大部件组成。

牵引电机产生的牵引力通过万向轴及齿轮箱传导至车轮上,最终产生了牵引作用。

本文通过牵引系统常见故障的分析,研究出可行性的预防方法,可以有效地规避动车组运行风险。

关键词:动车组牵引系统故障分析一、 CRH5型动车组牵引传动装置的基本特点CRH5 型动车组每辆动车组配置两个动力转向架,其中 1,2,4,7,8 车为动车,全列共有动力转向架10个,动力转向架是由一根动轴和一根拖轴组成的两轴转向架。

动轴布置在车厢的内侧。

动轴传动系统由牵引电机、扭矩过载保护器、万向轴、车轴齿轮传动箱、轮对组成。

电机纵向布置在车体下方,并采用螺旋弹簧弹性悬挂。

齿轮传动箱通过轴承安装在动轴上,抗齿轮箱回转的反作用杆安装在齿轮箱下方,反作用杆在齿轮箱端装有橡胶弹性关节,在构架端装有球形关节。

机械传动装置仅动力转向架具备,由齿轮箱、万向轴、安全装置和电机组成,减速齿轮按安装在动力轴上通过万向轴和安全装置与电机相连,为改善转向架动力学性能,在转向架设计过程中,特别关注了质量分配的最优化以及纵向面和横向面惯性的最小化,尽可能把所有的质量都分配在二系悬挂系统上,使簧间质量达到最小化。

CRH5 型动车组将牵引电机悬挂在车体底架上,与将电机安装在构架上相比,大大降低了簧间质量,通过最小化簧间质量,可有效地改善转向架的高速直线运行性能。

电机体悬结构的设计还会提高牵引电机的可靠性和可维护性:一是打开裙板和底板可以从侧面和底下接触到牵引电机;二是每个转向架只需配备一个牵引电机;三是无需将转向架从车体上拆除就可以很容易地将牵引电机卸下,方便牵引电机的检修,减少了检修拆卸的工作量。

二、CRH5 型动车组牵引传动装置常见故障解析2.1 牵引电机常见故障2.1.1轴承故障导致电机故障电机轴承故障使电机输出扭矩与万向轴端扭矩产生较大的扭矩差,从而导致安全装置的安全卸油螺栓被剪断,但由于电机输出轴温度急剧升高导致安全装置失效,安全装置内圈与电机输出轴之间产生相对摩擦转动而使电机输出轴和安全装置内圈迅速升温,最后导致电机输出轴严重扭转变形,同时安全装置内圈因严重磨损和烧熔,使得安全装置脱离电机输出轴而与万向轴一起掉落在安全护栏上;(1)故障原因a. 轴承润滑不良b. 轴承承受外力冲击作用c. 轴承本身的结构满足不了运用要求(2)故障预防方法a.启动电机时听取电机有无异响;在电机未启动输出端自由状态下转动输出端,听取有无异音;在动车运行中监控电机上方有无震动。

浅谈高速动车组电力牵引传动控制系统

浅谈高速动车组电力牵引传动控制系统摘要:高速动车组的发展为我国铁路事业做出了巨大贡献。

人们的出行方式从最初的汽车到飞机,再到现在的高速动车组,也是铁路行业多年努力的结果。

随着经济、高效、安全型高速动车组越来越受到人们的青睐,人们也对高速动车提出了更高的需求,因此有必要对动车牵引系统加以优化,以更好地推进高速动车牵引体系的发展,并维护着我国高速动车交通运输业的平稳发展。

动车组传动系统,是指动车组的动力传动装置。

牵引电机所产生的驱动力经由轴承和变速箱直接传导给轮胎,最后形成牵引作用。

主要阐述了我国高速动车组牵引系统的基本构造,并对各元件的分布情况和工作原理进行了详细描述。

关键词:高速动车组;牵引系统;结构分布;工作原理引言:随着国内高速运输的全面发展,电力机车以其功率大、运量大、牵引力大、速度快等特点在我国得到广泛应用。

特别是近年来,高速动车组列车的速度等级不断提高,载重能力也在不断增加,对列车运行质量提出了更高的要求。

作为动车组列车的十大关键技术之一,牵引传动控制系统的可靠性一直是研究的重点和难点。

结合当前先进的控制理论和方法,深入研究动车组牵引传动控制系统,有效提高牵引系统的可靠性,是保证动车组列车安全稳定运行的一个重大突破点。

通过对动车组列车牵引传动控制系统现状的讨论,分析了列车牵引系统的可靠性。

一、我国高速动车组牵引传动控制系统的发展现状1.牵引动力配置方式以动力集中方式为主我国高速动车组主要是CRH3型动车组,有两种方式:牵引电源配置有集中电源和分散电源。

电力集中的第一种形式是常见的、常规的电力牵引,这种牵引已经使用多年,在上都地区无论是结构上还是技术上都比较成熟,应用广泛。

第二种是权力分散的方式,这种方式现阶段技术还不成熟,使用的范围较小,技术还不太成熟,所具有的缺点是技术不稳定,资金投入不足等缺点。

2.我国高速动车组以直流传动制式为主我国的高速铁路动车组大多采用CRH3系列动车组动车组,牵引传动系统一般分为两种形式:直流传动系统、交流传动系统。

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1.2.3. CRH3 动车组 CRH3 型电力动车组,由中国北车集团唐山轨道客车有限责任公司和德国西门子公司联合生产。 CRH3 动车组为 4 动 4 拖 8 辆编组,采用电力牵引交流传动方式,由 2 个牵引单元组成。动车组具
有良好的气动外形,其载客速度为 350 KM\H,最高试验速度为 404 KM\H。两端为司机室,正常运行时 由前端司机室操纵。两列动车组可以联挂运行,自动解编。CRH3 动车组设置一等座车一辆、二等座车 6 辆和一辆带厨房的二等座车。一等车厢座席采取 2 + 2 布置,二等车车厢座席采取 2 + 3 布置,除带厨房
号”系列动车组。其中,CRH1 型动车组由青岛四方—庞巴迪铁路运输设备有限公司(BST)生产;CRH2 型、CRH380A 型动车组由中国南车集团四方机车车辆股份有限公司生产;CRH3 型动车组由中国北车集 团唐山轨道客车有限责任公司生产;CRH5 型动车组由中国北车集团长春轨道客车股份有限公司生产; CRH380B 型动车组由中国北车集团唐山轨道客车有限责任公司和长春轨道客车股份有限公司生产。各型 号动车组主要技术参数如表 1 所示[3]。
1.1. 前期探索阶段
在多年的电力机车研制经验基础上,中国开始了电动车组及高速列车的探索。中国自行设计制造的 首列电力动车组是由长春客车厂、株洲电力机车研究所和铁道科学研究院,根据铁道部科学技术发展规 划,于 1978 年开始研究设计,1988 年完成试制的 KDZ1 型电力动车组。该动车组为 2 动 + 2 拖 4 节编 组,总功率为 1200 kW,采用经济八段桥、相控交 2 直流传动,最高速度是 140 km/h。4 节车均设硬座, 座席呈 2 + 3 布置。全列总定员是 382 人,其中单节动车定员 88 人,单节拖车定员 103 人。KDZ1 型电 力动车组于 1989 年在北京环形试验线上进行动态调试和各种试验,最高试验速度达到 142.5 km/h,各项 指标满足设计要求。虽未能投入正式运用,但是它为后来中国电力动车组的发展积累了经验[2]。
Comparison of Chinese High-Speed Train Traction Drive System
Yong-Sam Jong1, Xiangfei Li2
1Pyongyang Railway University, Pyongyang, North Korea 2Beijing Jiaotong University, Beijing Email: yongsam@ Received: Mar. 6th, 2014; revised: Apr. 10th, 2014; accepted: Apr. 20th, 2014
1.2.1. CRH1 动车组 CRH1 型动车组由青岛四方—庞巴迪—鲍尔铁路运输设备有限公司制造,拥有快速、舒适、可靠特
点的同时,又满足了中国铁路客运量比较大的需求。全车设一等车、二等车、餐车等,配备有残疾卫生 间,定员 668 人。CRH1 型动车组是动力分散式列车,具有起动加速度较快,制动较快的特点。在中国 现行线路中,很多客运线路上都可以看到 CRH1 型动车组的身影,比如在广深铁路、沪昆铁路、达成铁 路等。
独立式 1026 3257 1000 17 18,400
65
中国高速列车牵引传动系统比较分析
的二等座车采用固定座椅外,其余车型均采用了可旋转座椅,全车定员 557 人。
1.2.4. CRH5 动车组 CRH5 型动车组采用动力分布式设计,以法国阿尔斯通的 Pendolino 宽体摆式列车为基础,但取消装
Abstract
The paper mainly introduces Chinese high-speed trains and analyzes the characteristics of the main circuit and the control block diagram of CRH1, CRH2, CRH3, CRH5, CRH380A and CRH380B. At the same time, the detailed description and analysis of the structure of the pulse converter and the inverter of CRH2 are introduced. The paper also compares the advantages and disadvantages of the tri-level pulse rectifier and the carrier phase shift multi-pulse. Through considering the control strategy of CRH2’s and CRH5’s DC link and the inverter control method in detail and explaining the differences in different aspects, the conclusion is drawn. CRH2, CRH5 and CRH380A adjust the inverter frequency through the inverter control software, so that the product of voltage and time of the inverter’s output voltage can be equal in the positive and negative cycle to eliminate the influence of the second harmonic voltage. While the CRH3 and CRH380B set the second harmonic absorption circuit, the LC series resonant circuit is used to eliminate the second harmonic. All these motors use the vector control. Indirect vector control is mainly used.
不仅如此,中国还自行设计制造了“中华之星”高速列车,而其以每小时 250 公里的试验速度更是 迈出了中国高铁建设的重要一步,揭开了中国高铁发展的序幕。
1.2. 快速发展阶段
2004 年,中国通过引进国外高速铁路先进技术,立足国内,自主创新,成功研究出 CRH 型“和谐
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中国高速列车牵引传动系统比较分析
设摆式功能,而车体以意大利铁路 ETR 摆式动车组为原型,营运速度为 200 公里以上。CRH5 行车的 2 个动力单元分别采用 3M + 1T 和 2M + 2T 的编组形式,最高运营速度为 250 km/h,最高实验速度为 305 km/h。该动车组采用交直交的传动方式,目前用于北京铁路局、济南铁路局、武汉铁路局等单位。
收稿日期:2014年3月6日;修回日期:2014年4月10日;录用日期:2014年4月20日
摘要
本文主要介绍中国高速列车的主要车型,并且重点从技术层面上对比分析了CRH1、CRH2、CRH3、CRH5、 CRH380A和CRH380B型动车组的牵引传动系统的主回路及其控制的特点,同时就CRH2型动车组的脉冲 整流器和逆变器的主体结构进行了详细的介绍和分析,分析了3电平脉冲整流器的优缺点,同时与具有 典型特点的CRH5型车的载波移相多重化的控制特点进行了分析和对比。就CRH2和CRH5型车的中间直 流环节和逆变器的控制策略、控制方法进行了详细的介绍和解释,对比其各方面特性的差异,从而得出 结论。对于中间直流环节的二次脉动的处理方面,CRH2、CRH5和CRH380A通过逆变器的软件控制,调 节逆变器频率,使逆变器输出电压在正负周期的电压与时间乘积趋于相等,来消除二次谐波电压的影响, 而CRH3和CRH380B设置了二次谐波吸收回路,通过LC串联谐振电路来消除二次谐波。各车型都采用异 步电机的矢量控制,以间接矢量控制为主。
Open Journal of Transportation Technologies 交通技术, 2014, 3, 63-71 Published Online May 2014 in Hans. /journal/ojtt /10.12677/ojtt.2014.33010
Keywords
High-Speed Train, Traction Drive System, Main Circuit, Control System
中国高速列车牵引传动系统比较分析
郑英三1,李翔飞2
1平壤铁道大学,平壤,朝鲜 2北京交通大学,北京
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中国高速列车牵引传动系统比较分析
Email: yongsam@
Table 1. The parameters of the high-speed train of China 表1. 中国主型动车组技术参数
最高运营速度(Km/h) 列车长度(m) 编组形式 动车配置方式 转向架方式 定员(人) 车型宽度(mm) 列车重量(t) 最大抽重(t)
牵引总功率(Kw)
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CRH1 250 213.5
5动3拖 分散
独立式 668 3331 420.4 16 5500
CRH2-200 250 201.4
4动4拖 分散 独立式 610 3380 345 14 4800
CRH2-300 350 201.4
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