电力牵引传动与控制技术的现状与发展
我国电力电子与电力传动系统的发展状况分析
我国电力电子与电力传动系统的发展状况分析传动无疑有着很大的意义，随着电力电子技术、计算机技术以及自动控制技术的迅速发展，电气传动技术也得到了长足的发展。
本文在对大量国内外文献分析的基础上，总结和论述了我国在电力电子和电力传动系统领域的研究现状。
从学术的角度来看，电力电子技术的主要任务是研究电力电子器件（功率半导体）设备，转换器拓扑结构，控制和电力电子应用，实现电力和磁场的能量转换、控制、传输和存储，以便实现合理和有效使用的各种形式的能源，高品质的人力的电力和磁场的能量。
1 电力电子的研究方向就目前情况而言，我国电力电子的研究范围与研究内容主要包括：1）电力电子元器件及功率集成电路；2）电力电子变换器技术的研究主要包括新的或电力能源的节约和新能源电力电子，军事和空间应用等作为特殊的电力电子转换器技术的智能电力电子变换器技术，控制电力电子系统和计算机仿真建模；3）电力电子技术的应用，其研究内容包括超高功率转换器，在能源效率，可再生能源发电，钢铁，冶金，电力，电力牵引，船舶推进应用，电力电子系统的信息化和网络；电力电子系统的故障分析和可靠性；复杂的电力电子系统的稳定性和适应性；4）电力电子系统集成，其研究内容包括标准化电力电子模块；单芯片和多芯片系统设计，集成电力电子系统的稳定性和可靠性。
2 我国电力电子发展中存在的问题当前的主要问题是：中国的电力电子产品和设备目前生产的大部分是也主要是晶闸管，虽然它可以创造一些高科技电子产品和电气设备，但他们都使用电力电子外国生产设备和多组分组装集成的制造方法，尤其是先进的全控型电力电子器件全部依赖进口，而许多关系到国民经济和国家安全，在一些关键领域的核心技术，软件，硬件和关键设备，我国的外资控制和封锁。
特别是在关系国民经济和国家安全，更多先进水平的核心技术差距的关键领域，这种情况正在迅速变化的挑战和我们的道德律令。
在过去，虽然我国国民经济的各个部门，先后引进了国外先进技术，已开始注意到国内突出的问题，从表面上看，虽然对引进技术的绝大多数可以在几年后达到国产化率70％的要求，但只要仔细分析，不难发现，并最终拒绝外国公司转让技术和关键部件，都涉及到高科技的电力电子技术和动力传动产品在核心技术。
电牵引采煤机的现状与发展趋势
电牵引采煤机的现状与发展趋势摘要：经济的发展和科学技术的不断进步，为煤炭的开采奠定了坚实的物质和技术基础。
在煤矿开采的过程中，电牵引采煤机作为煤矿开采所使用的重要设备之一，对实现煤矿的顺利开采和作业安全具有重要的作用。
从总体来看，我国电牵引采煤机在近些年来有了长足的进步和发展，但是与发达国家相比依然存在不足。
所以，在电牵引采煤机研究和使用的过程中，应该不断进行技术补充和完善，提高电牵引采煤机的整体水平。
关键词：电牵引采煤机；技术现状；发展趋势1电牵引采煤机的特点1)牵引特性较好。
电牵引和液压牵引都具有良好的调速特性。
但液压牵引的机械特性除了受负载影响外，还受到油液的泄漏、粘度、温度和清洁度、制造和维修质量的影响，特性曲线会慢慢变软。
而电动机特性可以说主要受负载影响，所以说电牵引的牵引特性好，调速平稳性好，牵引特性曲线可长时间保持稳定。
2)机械传动效率高。
电牵引没有能量多次转换问题，总效率可达0.9以上。
3)牵引力大、牵引速度高;能适应大倾角煤层开采的需要。
4)工作可靠性高。
5)易干家现微机自动控制，能轻易实现谣控，牵引实现无级调速:由于微机控制的功能齐全、计算速度很快、与电牵引电控的电参数容易配合，因此易于实现工况监测、机电保护、故障诊断、数据显示，特别是动态响应很快，电牵引微机控制的自动调整时间或滚筒卡住或闷车自动退机时间一般都在1s以内。
6)机械传动和结构较简单。
2电牵引采煤机的国内研究方向就目前来说，因为液压牵引采煤机无法在满足现代化煤炭企业的高效、高能的生产需求，更高效、更先进的电牵引采煤机被大规模的采用。
我们可以从已有数据看到，不管是在维护和技术性上说，不管是否国内生产还是国外购买，电牵引采煤机的性能都是远远的超过了液压牵引机的，所以为了满足现代化社会的需求，电牵引采煤机将成为未来煤炭企业的发展新方向。
目前，随着我国矿业设备的发展，电牵引采煤机也变成了当下的研究重点，如何让煤炭机械企业在技术和品牌上进行突破，就要对国内的煤炭设备制造企业进行合理科学的开发。
电力牵引传动与控制
图1-5 内燃机车交-直电传动
3. 交-直-交电力传动系统
➢ 采用交流牵引电机，彻 底克服了直-直系统的不 足，重量轻，造价低， 可靠性及维修性好
2002年11月27日， 中华之星在秦(皇岛)沈(阳)客运专线上创 造了中国铁路试验速度的最高记录：312.5公里/小时！
出口乌兹别克斯坦电力机车
轴式 B0-B0-B0 电传动方式：交－直－交 用途：铁路干线客货通用 持续制功率 6000kW 持续速度 53 km/h 最高运行速度 120 km/h 起动牵引力 450kN 持续牵引力 410kN (半磨耗
中国： DF4A-4B 3300马力
DF4C 3600马力
DF4D 4000马力
DF5
4500马力
韶山系列电力机车单轴功率800-900KW
➢ 我国1958年大连厂试制成功2000马力直-直机车， 同年田心厂试制成功SS1型电力机车，64年DF型 批量生产，69年试制成功4000马力DF4和SS2， 78年SS3，85年SS4，…94年SS8，98年SS95400Kw
交流电，向数台交流牵引电动机供电的传动方式。
交-直-交电力机车传动系统
代表性车型：和谐型系列电力机车（HXD）
图1-6 b 电力机车 交-直-交电传动
第一章 电力牵引传动与控制系统概述
三、国内外机车（动车组）传动控制技术 发展历史与现状
1. 大功率（内然）机车电力传动与液力 传动两种主要传动方式的演变与发展
美国：1925年制造出第一台直流电传内燃机车，之 后几乎全部生产电传机车。
电力牵引传动
电力牵引传动与控制 第一章电力牵引传动与控制系统概述 一、系统组成与功用 1•①内燃机车电力传动与控制系统组成
② 电力机车电力传动与控制系统组成 2•机车理想牵引特性曲线
理想特性要求：机车在运行时能经常利用其动力装置的额定功率 •即: F • V=3.6 n • N=const.3•电传动装置的功用?
图1.3柴油机功率特性和扭矩特性 ① 充分利用和发挥机车动力装置的功率； ② 扩大机车牵引力 F与速度V的调节范围； ③ 提高机车过载能力，解决列车起动问题； ④ 改善机车牵引控制性能。 Why要电传动：柴油机通过机械直接传动不能适应机车起动、过载、恒功等要求
二、系统分类 1•直-直电力传动系统
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團1-4内燃机车直-直电传动 内燃或电力机车采用直流牵引发电机或直流电网直接向数台直流牵引电动机供电的传动方 式。 特点： ① 调速性能优良，系统简洁。 ② 直流牵引电机造价较高，但可靠性、维护性相对较差。 ③ 受直流电机换向条件和机车限界、轴重等限制，主发电机单机功率受到限制。一般在 2200KW 以下。 ④ 车型：早期 DF,DF2,DF3,ND1,ND2 等 2•交-直电力传动系统
用計tn. 图仏5内燃机车交•直电传动 内燃或电力机车采用交流牵引发电机或单相交流网及变压器， 通过整流器向数台直流牵引 电动机供电的传动方式。 特点： ① 采用三相交流同步发电机，结构简单，可靠性高，重量轻，造价较低。 ② 适用于大功率机车。 ③ 车型： DF4， DF5，DF7, DF11，ND4，ND5，SS3-SS9 等。
3•交-直-交电力传动系统
合内燃机车交■直咬电件动 内燃或电力机车采用交流牵引发电机或单相交流电网及变压器， 经整流器将交流电变换成 直流，再通过逆变器将直流电变换成频率和幅值按列车运行控制要求变化的交流电， 向数台 交流牵引电动机供电的传动方式。 特点： ① 采用交流牵引电机，彻底克服了直 -直系统的不足，重量轻，造价低，可靠性及维修性好 ② 良好的粘着性能 ③ 适用于大功率 ④ 控制系统复杂 ⑤ 车型：DF4DAC,NJ1; DJ,DJ2,DJJ1,DJ4; HX、CRH 系列等
电力电子与电力传动技术的未来发展趋势
电力电子与电力传动技术的未来发展趋势摘要：电力电子技术和电力传动技术在现代社会中扮演着至关重要的角色，它们影响着能源管理、交通系统、工业生产和环境保护等多个领域。
本文旨在探讨电力电子与电力传动技术的当前状态、应用领域，以及未来的发展趋势和面临的挑战。
未来的发展趋势包括先进的电力电子器件、智能控制、高效能源管理、可持续能源集成、新兴技术和创新。
同时，电力电子与电力传动技术也将面临集成、安全性、环境可持续性等挑战。
通过深入了解这些趋势和挑战，我们可以更好地准备迎接电力电子与电力传动技术的未来。
关键词：电力电子技术，电力传动技术，未来发展趋势，智能控制，可持续能源，新兴技术电力电子技术和电力传动技术已成为现代社会中不可或缺的一部分。
它们在提高能源效率、降低碳排放、推动工业自动化和改善生活质量方面发挥着重要作用。
随着科技的不断进步和社会需求的不断演变，电力电子与电力传动技术也在不断发展和演变。
本文将分析当前电力电子技术和电力传动技术的现状和应用领域，重点关注未来的发展趋势和可能面临的挑战，以及这些技术在推动可持续能源和新兴技术方面的潜力。
关键词：1. 电力电子技术的当前状态和应用领域1.1 电力电子器件和拓扑结构电力电子技术目前正处于迅猛发展的时期，其中电力电子器件和拓扑结构的不断创新起着关键作用。
电力电子器件如MOSFETs、IGBTs、SiC和GaN器件的性能不断改善，其功率密度和效率得到显著提升。
这些先进的器件具有更高的开关速度、更低的导通电阻和更高的耐压能力，使得电力电子系统能够在更广泛的电压和电流范围内工作。
此外，不断创新的拓扑结构和拓扑优化方法使电力电子转换系统的设计更加灵活，以满足不同应用领域的需求。
例如，多电平逆变器和拓扑全桥变换器等拓扑结构提供了更高的输出电压质量和功率因数校正性能，这对于可再生能源转换和电力传输具有重要意义[1]。
1.2 控制策略和调制技术电力电子技术的进展不仅体现在硬件方面，还包括先进的控制策略和调制技术。
电力牵引交流传动与控制
主要内容： 电力牵引交流传动技术概述 电力牵引交流传动基础 交-直-交变流器与逆变器 电力牵引交流传动的控制技术
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第三章 电力牵引交流传动与控制
一、电力牵引交流传动技术概述
1.
机车交流传动系统的基本结构 交流传动机车： （特指）采用各种变流器供电，交 流异步或同步电动机驱动的机车或 电动车组。 变流器类型： 交-交变流器（直接式） 交-直-交变流器（间接式）
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3.
交流传动的优点
由于鼠笼式异步电动机良好的经济性能和牵引运行性能，采 用“电压型交-直-交变流器+三相鼠笼式异步牵引电动机”系统 是目前发展的交流传动机车主要结构形式。主要优点： 异步电动机陡峭的自然外特性利于抑制机车空转和打滑， 可大幅度提高机车的粘着性能（最大粘着系数：交流机车可 达45%，交-直机车25%） 牵引电机结构简单、可靠，电机热利用率高，维护、维修 方便，运用维护费用低（无换向器和电刷或励磁整流器等滑 动接触部件） 单机容量大（不受换向限制），转速范围宽，重量轻体积 小（交流与交-直流传动比较：在相同重量和体积下，功率 可大幅度提高。单位重量功率：直流电动机0.33kw/kg，同 步电动机0.5kw/kg，异步 电动机0.68kw/kg或更高） 交流传动机车功率因数高，等效干扰电流小，节能，环保 三相鼠笼式异步牵引电动机造价低
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20世纪90年代：交流传动技术成为热点 美国异军突起（至1997达1400台） SD60MAC（GM公司 2834kw GTO 微机控制 1992） AC4000（GE公司 3281kw GTO 32位微机 1994） AC6000（GE公司 4474kw GTO 32位微机 1994） 欧洲 GEC-Alsthom公司 为叙利亚国铁开发 2370kw IGBT 1997 中国交流牵引传动技术发展 70-80 年代一直密切注意世界交流牵引技术发展动态 1992 研制成功1000kw地面变流器（试验）装置 1996 AC4000原型车（4000kw，异步牵引电动机 1025kw） 2000 DJJ1”蓝箭” 220km/h IPM器件 直接转矩控制 1225kw异步电动机 2001 DJ2”奥星”号竣工，田心厂等 动车组 4800KW， Vmax=160Km/h，自主知识产权 2002 “中华之星” 试验速度：312.5公里/小时 2006 CRH1、CRH2、CRH5，DJ4
电力拖动自动控制系统发展及现状
电力拖动自动控制系统第 2 篇交流拖动控制系统内容提要概述□ 交流调速系统的主要类型□ 交流变压调速系统□ 交流变频调速系统□ 绕线转子异步电机双馈调速系统——转差功率馈送型调速系统概述直流电力拖动和交流电力拖动在19世纪先后诞生。
在20世纪上半叶的年代里，鉴于直流拖动具有优越的调速性能，高性能可调速拖动都采用直流电机，而约占电力拖动总容量80%以上的不变速拖动系统则采用交流电机，这种分工在一段时期内已成为一种举世公认的格局。
交流调速系统的多种方案虽然早已问世，并已获得实际应用，但其性能却始终无法与直流调速系统相匹敌。
一、发展及现状直到20世纪60~70年代，随着电力电子技术的发展，使得采用电力电子变换器的交流拖动系统得以实现，特别是大规模集成电路和计算机控制的出现，高性能交流调速系统便应运而生，一直被认为是天经地义的交直流拖动按调速性能分工的格局终于被打破了。
为什么交流调速系统100年才发展起来1、交流调速系统的难点和复杂性，难点来自转矩控制困难交流电机是一个多输入多输出、非线性、强耦合且时变得被控对象。
电机转矩为km - 转矩系数，- 气隙磁通，- 转子功率因数角, X r和Rr分别为转子感抗和电阻，s - 转差率二、转矩控制的难点：1 是由定子电流和转子电流共同产生2 和Ir是两个耦合的变量，Ir对一般的鼠笼电机是无法测量的，无法直接控制。
3 是与转速相关的时变量，Rr 随温度变化，M d 随之变化上式是由稳态等值电路推导的平均转矩，更何况瞬时转矩.三、交流调速系统的主要类型交流电机主要分为异步电机（即感应电机）和同步电机两大类，每类电机又有不同类型的调速系统。
现有文献中介绍的异步电机调速系统种类繁多，可按照不同的角度进行分类。
按电动机的调速方法分类常见的交流调速方法有：① 降电压调速；②转差离合器调速；③转子串电阻调速；④绕线电机串级调速或双馈电机调速；⑤变极对数调速；⑥变压变频调速等等。
电动牵引车的发展趋势与应用前景研究
电动牵引车的发展趋势与应用前景研究随着环境保护意识的增强和可再生能源的日益普及，电动牵引车作为一种清洁、高效的交通工具，正在得到越来越多的关注。
它以电能作为驱动能源，取代了传统燃油车的污染和噪音，具有许多独特的优势。
本文将对电动牵引车的发展趋势与应用前景进行深入研究，探讨其在不同领域的应用潜力和未来发展方向。
首先，电动牵引车的发展趋势体现在技术创新方面。
随着电池技术、电动机技术和智能控制技术的不断进步，电动牵引车的续航里程和性能得到了极大的提升。
新一代的锂离子电池能够提供更高的能量密度和更长的寿命，大大延长了电动牵引车的使用时间。
同时，电动机的功率密度和效率也在不断提高，使得电动牵引车具备了足够的动力和可靠性。
智能控制系统的发展使得电动牵引车在行驶过程中具备更好的稳定性和安全性，大大提升了用户的使用体验。
其次，电动牵引车的应用前景广阔且多样化。
在物流行业中，电动牵引车可以承担货物运输、装卸和仓储等任务，有效提高物流效率和减少能源消耗。
特别是在城市轻型物流配送领域，电动牵引车不仅能够优化交通拥堵问题，还可以降低噪音和空气污染，改善城市的环境质量。
此外，电动牵引车还可应用于机场、港口、工厂和仓库等场景，实现内部物流和装卸工作的高效运作。
在城市公共交通领域，电动牵引车也具备巨大的潜力。
相较于传统的公交车和出租车，电动牵引车具有零排放和低噪音的优势，能够提供更为环保和舒适的出行体验。
一些城市已经开始推广使用电动牵引车作为城市观光游览的交通工具，既满足了居民和游客的出行需求，又保护了城市的环境。
未来随着电池技术的突破和充电设施的普及，电动牵引车在公共交通领域的应用将进一步扩大。
此外，电动牵引车还可以应用于工业领域和农业领域。
在工业生产过程中，电动牵引车可以实现物料搬运和装配线作业，提高生产效率和灵活性。
在农业生产中，电动牵引车的应用可以减轻农民的劳动强度，提高农田管理的效率。
尤其是在山区或异地农田，用电动牵引车代替传统的农用车辆能够克服地形限制和燃油供应问题，为农民带来更多方便和经济效益。
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电力牵引传动与控制技术的现状与
发展
电力牵引系统是指在铁路运输中通过电力传动和控制机械的运动。
电力牵引系统是铁路运输中的一种重要的机械传动系统。
近年来，随着铁路交通的高速化、绿色化和智能化的发展，电力牵引技术迎来了新的发展机遇。
本文将介绍电力牵引传动与控制技术的现状与发展。
一、电力牵引传动技术的现状
电力牵引传动是铁路运输中必备的技术，其主要作用是将电能转换为机械能，实现列车运动。
目前，中国的电力牵引传动技术具有较高的水平，已经实现了直流电力牵引技术、交流电力牵引技术和混合动力牵引技术三种形式的电力牵引传动技术。
直流电力牵引技术是传统的电力牵引技术，在国内外均得到广泛应用。
直流电力牵引系统由车辆直流电源、逆变器、电机和磁控制器等组成，能够实现电能的高效转换和调节。
交流电力牵引技术是目前铁路运输中应用最为广泛的一种电力牵引技术，主要依靠交流电机的牵引效应实现列车的运动。
交流电力牵引系统由车辆交流电源、逆变器、电机和控制器等组成，其优点是能够实现无级变速调节和电能回馈。
混合动力牵引技术是近年来快速发展的一种牵引技术，其主要特点是将各种牵
引系统进行组合，提高列车的牵引效率、降低能耗和减少污染排放。
二、电力牵引控制技术的现状
电力牵引控制技术是电力牵引系统的重要组成部分。
现代电力牵引系统的控制技术主要分为两种方式，一种是非智能化的集中控制方式，另一种是智能化的分散控制方式。
非智能化的集中控制方式主要依靠人工控制集中控制室中的观察仪表和按钮进行车辆的控制。
这种控制方式功能较单一，且控制效率较低，但是由于成本低廉，仍然在一定范围内适用。
智能化的分散控制方式是近年来的一种新兴技术，通过集成智能芯片、传感器和计算机技术等实现集控与分控的平衡，使电力牵引控制系统可以实现更加精准、灵活的控制。
三、电力牵引传动与控制技术的未来发展
随着铁路交通不断高速化、绿色化和智能化的发展，电力牵引传动与控制技术也不断向高效、可靠、节能、环保和智能化方向发展。
未来电力牵引传动技术的发展重点将集中于提高系统能效、提高控制精度和系统安全性能。
发展方向包括推动电力牵引技术从直流电力牵引向交流电力牵引和混合动力牵引的转变、应用新型材料、新型电机、新型控制器等新技术、建立智能化、自适应、联网化的电力牵引控制系统等。
总之，电力牵引传动与控制技术是现代铁路运输不可或缺的重要技术，在铁路交通的高速化、绿色化和智能化的发展中发挥着重要作用。
未来，随着新的材料、电机、控制技术的不
断发展和应用，电力牵引传动与控制技术将更加普及和完善，为铁路运输的发展和社会经济的发展做出更加重要的贡献。