城市轨道车辆电气传动系统发展综述
城市轨道车辆电力传动系统及其控制的发展
城市轨道车辆电力传动系统及其控制的发展摘要:结合当前对于城市轨道车辆电力传动系统的分析以及对其的控制管理判断,我们在现有的技术手段下,可以依托于先进的交流传动系统操作模式、电力电子技术、微电子技术以及异步电机控制基础理论之间相互综合,保证车辆轨道车辆传输操作的稳定实现。
为此本文综合当前城市轨道车辆电力传动系统的操作模式以及实际的工作特征,对其控制操作发展进行了系统的分析和综合的判断,以求进一步加快技术升级和技术分析,确保城市轨道车辆的稳定运行。
关键词:城轨车辆;动力传动;交流传动引言:城市轨道交通的发展早期是地面有轨电车,随着时代的发展,轨道交通车辆逐渐进入地下。
为满足现代社会的发展需求,为适应大客流的实际情况,在二十世纪八十年代后期,逐渐的开始使用DC1500V的供电方式,由此观之现行的电网制式结构也是在城市发展的基础上所实现的。
在当前的发展模式下,电力电子装置的不断成熟,全控型电力电子器件以及功能较强的微处理器芯片的高效开发使用,本身实现了少维护、结构简单以及高效操作的交流异步牵引电动机的发展以及控制操作不断地完善,不仅促进了技术的升级,也为当前的技术改革升级奠定了基础。
一、城市轨道车辆电力传动系统的控制方法在早期发展的过程中,所使用的直流牵引电动机之中所使用的直流传动系统,都是依托于模拟电路所实现的开环或是闭环的调压调速的控制操作,其本身的控制相对较为简约也便于实现推进。
在当前的技术操作模式下,随着微电子技术的改革创新发展,即便直流传动的车辆出现了明显的斩波调压增速,也是通过计算机的合理化控制所实现的。
而在现有的操作模式下,通过异步牵引电动机的交流传动系统,就需要依托于计算机控制技术进行实现。
在现有交流异步电机的控制理论的拓展背景下,通过微机芯片以及数字信号处理器的开发利用,交流传统系统的控制方法,也逐渐的从原有的稳态标准控制操作发展逐渐的转变成为复杂的瞬态矢量控制操作。
1、滑差频率控制方式在早期的发展中,通过电流型或是电压型逆变器供电异步牵引电机的交流传动系统,都是使用滑差频率控制操作的方式方法,有效的实现调速优化。
简析城市轨道车辆电气传动系统的发展
简析城市轨道车辆电气传动系统的发展城市轨道车辆电气传动系统的发展是城市轨道交通技术进步的重要组成部分。
在过去几十年中,城市轨道车辆的电气传动系统经历了从传统机械传动到电力电子传动的演变,取得了显著的发展。
首先,传统的城市轨道车辆电气传动系统采用直流电机和机械传动的方式。
这种传统系统的主要特点是结构简单,传动效率高,但存在噪音大、能量回收有限等问题。
随着城市轨道交通需求的增加,传统的机械传动系统面临着能耗高、维护成本高等问题,需要更高效、节能的解决方案。
随着电力电子技术的发展,城市轨道车辆电气传动系统逐渐采用交流电机和电力电子变流器来驱动车辆。
这种系统能够实现无级调速、动力分配和能量回收等功能,大大提高了轨道车辆的性能和能效。
此外,电力电子传动系统还具有体积小、重量轻、维护方便等优点,更适应现代城市轨道交通的需求。
近年来,城市轨道车辆电气传动系统的发展趋势主要体现在以下几个方面。
首先,技术上的进步使得电力电子变流器的性能得到了显著提升。
变流器采用先进的功率半导体器件,能够实现更高的功率密度、更高的效率和更低的损耗,从而提升了整个传动系统的性能。
其次,能量回收技术的发展使得城市轨道车辆电气传动系统能够更好地利用制动能量。
通过将制动能量转化为电能并存储起来,再利用电能来驱动车辆或供电给其他设备,实现能量的高效利用,减少了能耗和环境污染。
此外,电池技术的进步也为城市轨道车辆电气传动系统的发展提供了支持。
高能量密度的锂离子电池被广泛应用于城市轨道车辆的电气传动系统中,能够提供持久、稳定的动力支持,并实现长时间的运营。
最后,智能化技术的引入使得城市轨道车辆电气传动系统更加智能化和自动化。
通过运用先进的控制算法和传感器技术,实现车辆的自动驾驶、智能故障诊断和远程监控等功能,提高车辆的运行效率和安全性。
综上所述,城市轨道车辆电气传动系统在技术、能源和智能化方面的进步将会极大地促进城市轨道交通的发展。
随着新技术的不断涌现和市场需求的不断增长,相信城市轨道车辆电气传动系统将会在未来进一步取得突破和创新。
简析城市轨道车辆电气传动系统的发展
城市周刊2019/30 CHENGSHIZHOUKAN 35简析城市轨道车辆电气传动系统的发展范瑞烽 南京理工大学紫金学院摘要:随着社会的不断进步,城市也越来越成为人们生活和发展的空间。
在城市中,交通是主要的问题之一,城市轨道交通给人们的生活带来了许多的便利。
所以,随着社会的发展,时代的进步,在城市中要不断的提升城市轨道交通。
电气传动系统在城市轨道交通中有着很大的作用也有许多的优点。
电气传动系统不仅可以节能还可以改善工作环境。
这篇文章就是分析车辆电气传动系统的发展。
关键词:城市轨道交通;电气传动系统;发展概况一、电气传动系统的概括电气传动系统顾名思义,就是以电为动力,将电能转化为机械能,这样就能使各种交通工具正常运行。
电气传动系统有许多优点,例如效率高,性能强,其中最主要的就是节能。
在现代社会,我们国家提倡节能环保,我们每个人都应该为节能环保出一份力。
所以,电气传动系统有着至关重要的作用。
高速发展的中国,电气传动系统的性能也越来越好[1]。
二、城市轨道车辆电气传动系统的组成(1)牵引与控制系统。
在城市轨道车辆电气传动系统中,其中最重要的组成部分就是牵引与控制系统。
它对于车辆有些很重要的作用,它可以维系车辆的安全,还可以提高车辆的运行效率。
牵引与控制系统可以解决每一个车辆停止的时间与启动的时间间隔较短而带来的一系列问题,能够使每一辆车高效率的运行,这样也大大提高了每一辆车的安全性能。
所以,电气传动系统的牵引与控制系统在我们的生活中尤其是高速发展的今天很重要。
(2)辅助供电系统。
对于任何一个东西来说,重要的不仅仅是其核心的部分,辅助对于其发挥作用也起着至关重要的作用。
更何况是城市轨道车辆电气传动系统中的辅助供电系统。
辅助供电系统就是提供额外的用电,例如照明,空调用电等。
辅助系统非常严谨,不能出错,尤其是在设计安装的过程中。
辅助系统主要有直流供电和三相交流供电。
(3)轨道交通车门控系统。
我想大家都应该知道,俗话说轨道交通车门控系统就是控制车门开关的系统。
城市轨道车辆电气传动系统的发展
城市轨道车辆电气传动系统的发展发布时间:2021-03-29T14:40:09.033Z 来源:《工程管理前沿》2021年第1期作者:崔伟梁建勋王铭健杨奇丁垚[导读] 电气传动系统具有高效和性能强大的显著特征,其在节能环保方面的表现也不俗,在信息技术高速发展的背景下崔伟梁建勋王铭健杨奇丁垚中车长春轨道客车股份有限公司 130062摘要:电气传动系统具有高效和性能强大的显著特征,其在节能环保方面的表现也不俗,在信息技术高速发展的背景下,电气传动系统的功能必然越来越强大。
本文说明了城市轨道车辆电气传动系统的组成部分,然后详细阐述了城市轨道车辆电气传动系统的发展。
关键词:轨道车辆;电气传动;牵引变流器;动力控制引言:在我国城市进程的不断推进中,城市的规模和体量越来越大,机动车的数量也呈现出不断增加的态势,交通拥堵似乎成为了每个城市必不可少的风景线,尤其是高峰时段,道路的拥堵使得居民的出行大为受限,对城市的发展产生十分不利的影响。
而城市轨道交通则能很好解决城市地面之上的拥堵问题,轨道交通具有显著的运输量大、速度快的优势。
不仅很好的解决了交通拥堵,还能起到良好的节能减排的效果,但是要实现这一切则必须要保证电气传动系统的正常。
一、城市轨道车辆电气传动系统的组成部分1、动力控制系统在轨道车辆的电气传动系统中,动力控制系统是其最为关键和重要的组成,车辆不论是运行还是制动,都是通过动力控制系统进行控制的。
而动力和制动系统是否运行长则与轨道车辆的安全运行密切相关。
轨道交通具有固定的路线,对于经停站点及时间的控制是极为严格的,因此轨道车辆不论是制动距离,还是车速、制动时间的标准也是极为严格的。
这就要求在轨道车辆行驶的过程中,司机组成员必须要严格按照指示面板的指令进行操作,才能保证车辆停靠区域的准确性。
这无疑需要十分精准的动力控制系统,只有在相应的时间之内做出正确操作,才能实现车辆的规范化制动,从而有力的保障了轨道交通的安全运行。
城市轨道车辆电力传动系统及其控制的发展
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电力机车技术・ !""# 年第 $ 期
旋转矢量控制那样要进行复杂的坐标转换计算,而直接 在定子坐标系中计算定子磁链与电机转矩,并极其方便 的实现磁链与转矩的闭环控制,获得高动态响应调速性 能。 在广州地铁一号线由德国进口的交流传动车辆上主 传动系统由 &B):C8D 公司负责开发 ,主 电 路 也 是 二 点 式
< 电力传动系统的发展
城市轨道交通车辆的电力传动系统,从其采用的驱 动的电动机看, 可分为直流传动与交流传动。 直流牵引电 动机结构复杂( 主要换向器) 但其控制原理简单; 而交流 异步电动机结构简单, 但要实现广范围、 高性能的调速控
收稿日期: 5;;<O;@O5A 作者简介: 陶生桂, 男, 教授, 博士生导师, @< 岁, <C@8 年毕业于上海交通大学电力机车专业, <CB< 年获上海铁道大学铁道牵引电气化与自动化 从事变流技术与电气传动研究, 现任同济大学电气工程系交流传动技术研究室主任。 专业硕士学位, <CB@ 年 Y<CBC 年留学联邦德国,
2C,29,2; —逆 变 器 主 管 开 关 状 态 ; !#"C, !#"9, !#"; —定 子 磁 链 分 量
实际值; !#G—定子磁链给定值;H8—转子转速对应的频率; IG, I?—转矩 给定值与实际值; H0J, H0?—开关频率给定值与实际值; KB—中间回路直流 电压; ?C, ?;—异步电动机两相电流值。
>? < A;; 3 供电方式。可见电网制式也是随城市发展而
发展的。 同时随着科技进步, 尤其电力电子装置的技术发展, 以及全控型电力电子器件与功能强的微处理器芯片成功 的开发应用, 加之少维护、 结构简单又坚实牢固的交流异 步牵引电动机的发展及其控制理论的不断完善, 5; 世纪 在国外采用异步牵引电机的交流传动 C; 年代的中后期, 已取代了直流牵引电动机的直流传动。我国也将要在近 几年中实现由直流传动向交流传动转化的历史任务。
城市轨道交通车辆技术现状和发展趋势
城市轨道交通车辆技术现状和发展趋势1. 引言城市轨道交通作为一种快速、方便、环保的交通方式,对于缓解城市交通压力和改善居民出行质量起着重要作用。
而轨道交通车辆作为城市轨道交通系统的重要组成部分,其技术发展直接影响着轨道交通的安全性、运行效率和乘客体验。
本文将对城市轨道交通车辆技术的现状和发展趋势进行综述和分析。
2. 历史回顾城市轨道交通车辆的发展可以追溯到19世纪末20世纪初,最早的地铁系统出现在英国伦敦和美国纽约。
最初的地铁车辆使用蒸汽或电力机车牵引,车辆结构较为简单,乘客容量有限。
随着科技的进步,轨道交通车辆逐渐采用了地铁列车、有轨电车和轻轨等不同类型的车辆。
3. 技术现状3.1 车辆类型城市轨道交通车辆主要包括地铁列车、有轨电车和轻轨列车等几种不同的类型。
地铁列车通常采用空调双层车厢,能够容纳大量乘客。
有轨电车相对较小型,一般用于市区街道线路,车厢内部设备较为简单。
轻轨列车则是介于地铁列车和有轨电车之间的一种轨道交通车辆,具有较大的乘客容量和更为舒适的乘坐体验。
3.2 动力系统城市轨道交通车辆的动力系统主要有三种类型:传统燃油动力、电力和混合动力。
传统燃油动力主要使用柴油或天然气作为燃料,这种车辆通常用于轻轨和有轨电车中,但逐渐受到电力和混合动力的替代。
电力动力使用电能驱动车辆运行,通常通过电网供电或者接触网供电。
与传统燃油动力相比,电力动力系统具有更低的污染和更高的能量利用效率。
混合动力采用电力和传统燃油动力的结合,能够在电力不足时使用传统燃油动力进行补充。
3.3 自动驾驶随着人工智能技术的发展,自动驾驶技术正逐渐应用到城市轨道交通车辆中。
自动驾驶技术能够使车辆实现自主导航、航线规划和智能控制,提高运行的安全性和效率。
同时,自动驾驶技术还能够减少驾驶员的工作负担,提高乘客出行的便利性和舒适性。
3.4 轨道交通智能化随着信息技术的快速发展,轨道交通系统正在朝着智能化方向发展。
智能化轨道交通车辆配备了各种传感器和监测装置,能够实时监测车辆状态、乘客流量和交通状况等信息。
简析城市轨道车辆电气传动系统的发展
简析城市轨道车辆电气传动系统的发展摘要:车辆的传动系统用于车辆的动力传递,其健康状况直接影响车辆行驶的安全性和可靠性。
在长期交变载荷作用下,传动系统中的关键部件,如轮对轴承和变速齿轮箱,容易发生疲劳损伤,导致车体振动加剧,甚至引起重大安全事故。
对车辆传动系统中的关键部件进行状态监测和故障诊断,可以及时检测传动系统中存在的故障,从而为维修决策争取更多的时间,避免重大的经济损失,维护人身和财产安全。
基于此,本文章对城市轨道车辆电气传动系统的发展进行探讨,以供参考。
关键词:城市轨道车辆;电气传动系统;发展引言随着地铁机车牵引控制技术的发展,对地铁车辆电驱动的稳定性和可靠性提出了更高的要求,通过增益控制和比例控制分析了车辆系统动力学的理论参数,结合驱动增益转向控制的方法,对地铁车辆电驱动的参数和运动学参数进行了仿真,基于地铁车辆电驱动的动力学理论,解决了横向运动的传动比,防止横向位移。
一、问题的提出地铁在世界各地的城市中使用,其速度更快,低碳能源更好地解决了不同城市的交通问题,并且越来越多的城市地铁居民认为,作为城市铁路的重要组成部分,它应该作为一种交通工具,具有更高的运营安全性,因为地铁运载乘客,因此其运营质量直接影响到地铁的运营安全,而且在电力驱动和辅助系统也严重损坏的情况下,也容易发生故障。
二、牵引传动系统传统的城市轨道交通系统必须具有一定的稳定性、安全性和可靠性,因为车辆在固定的编组模式下行驶,并且轨道车辆中间站点之间的距离相对较短,某些站点的运行更短,轨道车辆的推进系统性能也更适合于满足这些条件,这就要求轨道车辆的推进系统满足较强的短期过载,轨道车辆推进系统的不间断工作能力设计包括国内外企业,并对竞争和市场有很大影响,因此关键技术是国外企业成功的。
三、城市轨道车辆电气传动系统的发展(一)整流变压器短路阻抗的选择整流变压器短路阻抗对于限制电气传动系统回路的短路电流有重大作用,通过变压器短路阻抗的测试试验数据可以直接判断出变压器的绕组线圈是否变形、绕组结构是否松动和扭曲、绕组是否存在匝间短路等,可以预测判断变压器绕组变形的程度,也是为避免变压器缺陷扩大,判断变压器是否需要进行设备解体检查的依据之一。
城市轨道交通中车辆电气传动系统的应用 张宇
城市轨道交通中车辆电气传动系统的应用张宇摘要:可持续发展理念的不断深入、低碳环保出行理念的不断推广,都给城市的公共交通系统提出了更大的挑战,越来越多的人采取公共交通系统出行,城市的轨道交通系统压力也与日俱增。
城市轨道交通运行过程中,车辆电气传动系统是最为核心的系统之一,直接关系到城市轨道交通车辆的正常运行及稳定,同时也影响着整个轨道交通系统的运行效率,所以本文对车辆电气传统系统的应用进行详细探讨,为今后轨道交通工作提供参考。
关键词:城市轨道交通;电气传动系统;应用引言轨道交通是解决城市交通拥堵压力、便捷人们出行的最佳方式,城市轨道交通的广泛应用极大的提升了我国城市居民出行的舒适度。
轨道交通系统主要是由轨道交通线路及轨道车辆构成的,轨道车辆的运行需要通过电气传动系统的控制实现,因此车辆电气传动系统的技术水平直接关系到轨道车辆的运行效率和运行安全,所以轨道交通的安全问题很大程度上取决于车辆电气传动系统的技术水准。
当前国内外都在该领域开展了深入的研究,本文也对轨道交通车辆电气传动系统进行分析。
1电气传动系统的发展概述从提供动力的电动机角度来看在,主要是直流传动和交流传动两种,直流传动的构造较为复杂,但是控制起来原理简单,所以操作并不麻烦;交流驱动则仅需要简单结构的异步电动机即可,但是在实现复杂控制目的的过程中需要较为繁琐的操作和设置。
随着芯片技术、交流调速技术、电子器件等技术的不断进步,交流驱动也在变得更为精准和简易,因此目前开始更为广泛的使用交流驱动方式。
半控型晶闸管(SCR)对于直流传动的发展起到了十分重要的作用,当时在德国已经开发出了交流传动的电气系统并应用到了地铁制造业中。
交流传动的快速发展使得西方先进国家停止制造直流传动类型车辆。
电流驱动全控型电力电子器件GTO和BJT已经逐渐被电压驱动全控型器件所代替,GBO和IPM发挥的性能也比GTO和BJT更强。
在国外的地铁制造业中,IGBT模块也代替了原有的GTO器件,从这一点上就能够看出IGBT模块优良性能在辅助电源系统和主传动系统中得到了广泛的认可和应用。
探讨关于轨道电气传动系统技术特点和发展方向
探讨关于轨道电气传动系统技术特点和发展方向摘要: 伴随着轨道交通电气设备当中绝缘栅双极型晶体管(IGBT)电力电子器件的更新与发展, 与之应用的电气传动系统的电路方案也在不断地创新。
本文主要结合了国内外最先进的电气技术分析了城市轨道车辆主、辅传动系统采用新器件所构成的电路方案及其发展。
关键词: 轨道系统; 电气系统; 牵引变流器; 逆变器;1 城市轨道车辆电气传动系统的概述随着电气设备当中绝缘栅双极型晶体管等高性能电力电子器件的更新与发展, 这样才使得城市地铁轻轨车辆目前均采用性能较好的绝缘栅双极型晶体管(即绝缘栅双极型晶体管模块)。
进入21世纪以来,随着绝缘栅双极型晶体管模块获得迅速发展, 如适用城市750V和 1 500 V 网压下运行的轨道车辆采用的电压等级1 700V 和 3 300 V、电流等400~2 400 A 的绝缘栅双极型晶体管模块已是批量生产、性能稳定的成熟产品; 在干线机车、动车上应用的电压等级已提高到4500V和6500V、电流等级为900A和600A 的绝缘栅双极型晶体管也已应用于DC3000V 和AC16Hz、15kV及50Hz、25kV供电网压下。
IGBT模块能获得如此广泛应用是由于其具有卓越的性能,主要体现在:1)开关损耗小, 允许有较高的开关频率;2) 吸收电路小型化, 结合层压低感母线可实现无吸收电路;3) 属电压型驱动, 驱动电路功率较低, 开关转换均匀, 有效实现抗短路自保护能力;4) 绝缘式模块便于组装, 散热器设计灵活, 简化了变流装置的结构;5) 模块的结构与材料的改进使其满足牵引对热交变载工况所提的要求[2];6)并联简单使装置的功率易于标定系列化等。
2 牵引变流器的发展2.1 车辆用IGBT逆变器的开发当电压等级不够高时, 在德国和日本曾用 1 200 V 和1 700 V 等级绝缘栅双极型晶体管构成三点式( 三电平) 逆变器用于750 V 和 1 500 V 电网(见图1)[3]。
城市轨道交通车辆电气系统的研究
城市轨道交通车辆电气系统的研究城市轨道交通车辆电气系统是指城市轨道交通车辆所采用的电力传动系统和控制系统。
它是城市轨道交通系统中至关重要的一环,其性能稳定可靠与否直接影响整个交通系统的安全、舒适和运行效率。
城市轨道交通车辆电气系统主要分为两部分,即车辆电力传动系统和车辆控制系统。
其中,电力传动系统是实现车辆行车的关键部分,负责将电能转化为机械能以驱动车辆运行;而车辆控制系统则是控制车辆电力传动系统各个部分的工作状态,确保车辆行驶的正常稳定。
车辆电力传动系统主要包括电机、传动装置和车轮系统三部分。
其中,电机是电力传动系统的核心部件,它以电能为输入,通过电磁感应的作用产生旋转力矩,驱动车轮运动。
目前,城市轨道交通车辆中普遍采用的电机为交流异步电机和永磁同步电机。
传动装置则是将电机的旋转力矩传递到车轮的装置,常见的传动装置有齿轮传动、链传动和带传动等。
车轮系统则是车辆与轨道相接触的部分,负责传递车辆的运动力和承受车轮与轨道之间的摩擦力。
车辆控制系统主要包括车辆控制器、制动系统、牵引系统和辅助系统四部分。
车辆控制器是车辆控制系统的核心部件,它通过对电机转速、扭矩和制动力的调节,实现对车辆的行驶速度、加减速和制动距离的控制。
制动系统则是保证车辆行驶安全的重要部分,主要包括电气制动和机械制动两种方式,常见的电气制动有再生制动和电阻制动等。
牵引系统则是车辆行驶的动力来源,常见的牵引系统有单电机直接牵引、两电机直接牵引和多电机间接牵引等。
辅助系统主要包括空调系统、照明系统、通信系统和故障监测系统等,为车辆行驶提供必需的辅助设备。
随着城市轨道交通的快速发展,城市轨道交通车辆电气系统的发展也日益迅猛。
未来城市轨道交通车辆电气系统的发展趋势主要包括以下几个方向:一、高效节能。
随着能源短缺和环境污染问题的日益严重,高效节能已经成为城市轨道交通车辆电气系统的重要发展方向。
未来车辆将采用更加高效的电机、变频器和控制器等装置,实现更高效的能源利用和更少的能源损失。
城市轨道车辆电气传动系统的发展
城市轨道车辆电气传动系统的发展发布时间:2022-01-21T09:34:04.417Z 来源:《中国科技人才》2021年第30期作者:端木子建[导读] 随着我国经济的不断进步和发展,人们对交通需求越来越大,车辆也越来越多,城市交通问题日益突出,严重影响到人们生活和生产,城市轨道交通系统也得到了快速地完善和进步,尤其是近年来,人们对交通安全越来越重视。
在现代社会交通运输体系日益发达以及交通网络日趋密集之时,城市轨道车辆成为一种典型交通工具,目前已经成为国内各大铁路公司运营中最重要、规模最大的基础设施。
本文从城市轨道车辆的基本概况出发,分析研究了对汽车行业发展影响深远的城市轨道车辆电气传动系统的组成及其发展与运用,最后对整体系统设计过程中存在问题提出解决措施和建议。
端木子建中车唐山机车车辆有限公司摘要:随着我国经济的不断进步和发展,人们对交通需求越来越大,车辆也越来越多,城市交通问题日益突出,严重影响到人们生活和生产,城市轨道交通系统也得到了快速地完善和进步,尤其是近年来,人们对交通安全越来越重视。
在现代社会交通运输体系日益发达以及交通网络日趋密集之时,城市轨道车辆成为一种典型交通工具,目前已经成为国内各大铁路公司运营中最重要、规模最大的基础设施。
本文从城市轨道车辆的基本概况出发,分析研究了对汽车行业发展影响深远的城市轨道车辆电气传动系统的组成及其发展与运用,最后对整体系统设计过程中存在问题提出解决措施和建议。
关键词:轨道车辆;传动系统;牵引器我国是一个人口大国,近年来,随着国民经济的迅速增长和城市规模扩大,人们生活水平逐步提高,汽车工业飞速发展,使得道路运输量增加迅速、运载能力增大等问题愈发严重;同时汽车数量不断增多使其行驶速度降低、事故频度增高及行车安全隐患多等情况频繁发生在现代道路上造成人员伤亡及财产损失等等一系列社会和环境上不可估量的后果,因此对交通系统提出了更高要求。
近年来由于能源短缺、环境污染严重和资源有限等问题使汽车成为了主要交通工具之一。
城市轨道车辆电气传动系统发展综述
城市轨道车辆电气传动系统发展综述作者:刘超来源:《科学与财富》2018年第05期摘要:社会的进一步发展以及人们逐渐追求低碳出行的环保理念,对国家完善公共交通体系的构建具有重要的推动作用,而城市轨道交通是组成公共交通体系的主要组成部分,一般具有固定线路和运行轨道以及专门运输服务的公共交通就是所谓的城市轨道交通。
当前在我国现代化进一步深入的情况下逐渐大力的推广和应用城市轨道交通,使其发挥着更加重要的作用,对整个国家都具有积极的意义。
而电气传动系统是城市轨道车辆中的重要组成部分,只有合理的使用电气传动系统,才能为其正常运行提供有利的保障,因此本文主要是综述了城市轨道车辆电气传动系统的发展情况。
关键词:城市轨道车辆;电气传动系统;发展前言:由于不断推进城市化进程大大增加了城市人口和车辆的数量,从而将交通拥堵的现象引发出来,尤其是上下班高峰期,严重的交通拥堵情况对居民造成了很大的困扰。
在这样的情况下城市轨道交通由于一系列的优点,如较快的速度、节能环保以及较大的运输能力等方面逐渐被居民所认可和接受。
米志宏在研究中指出轨道车辆是城市轨道交通的主要支撑点,其运行是在独立的轨道上,而且离不开相应的电气系统,城市轨道交通要想长期安全的运行必须要保证电气传动系统的安全性和可靠性,而且轨道车辆的质量是由电气传动系统的技术水平直接体现的[1]。
所以具体研究城市轨道车辆电气传动系统具有重要的意义。
1、电力传动系统发展论述从城市轨道交通车辆的驱动电动机方面来说,直流和交流传动是电气系统的两种主要类型,前者具有较为复杂的电动结构,但是具有相对简单的控制原理;后者虽然具有较为简单的结构,但是在控制性能等方面的技术难度较大。
从直流到交流的过程就是电力电子器件的发展过程。
吴天皓指出从直流斩波到相控调压质变发展的主要节点是半控型晶闸管的出现,在20世纪90年代中后期德国地铁车辆中已经开发和广泛应用电流型逆变器异步电机的交流传动系统;电压型逆变器的变压变频交流传动系统的发展是由可关断晶闸管出现和发展来推动的,同时其使欧洲先进国家将直流传动的机车车辆逐渐停止生产[2]。
城市轨道交通中车辆电气传动系统的应用
城市轨道交通中车辆电气传动系统的应用摘要:在我国,社会在不断进步,交通运输事业也发展得越来越快,人们物质生活水平提高了,因此对出行的要求也会相对增加,如何建设更好的所以城市轨道交通是值得思考的,因为它的发展确实给人们的生活带来了极大的改变,比起其他的交通出行方式,轨道交通可能更快捷、更方便、更舒适。
而轨道交通的逐步推广,也带动了城市轨道车辆的进步,在这个过程中,车辆电气传动系统起到了很大的作用,本文从城市轨道交通中车辆电气传动系统的发展概述以及电器传动系统的组成和控制方法以及优势特点等几个方面进行简要分析,并探究它的应用。
关键词:轨道交通;电气传动系统;应用引言:要想发展城市经济,城市交通网络的建设便十分重要,并且建立完善的城市公共交通体系,是社会发展进步的基本要求,轨道交通与地面相隔,有固定的运输线路,比其他交通运输方式有着更高的运输效率高,能给市民提供更好的交通服务,轨道交通的建设是城市交通体系比较重要的部分,推动电气传动系统智能化、绿色化、集成化是未来电气系统发展的趋势,我们只有加大城市轨道交通中车辆电气传动系统的应用,才能促进电气传动系统技术的进步,以此在轨道交通运输中起到更大的作用。
一、基本概述——关于城市轨道车辆电气传动系统车辆主牵引传动系统与辅助电源系统,就是城市轨道车辆电气传动系统,随着时代的发展进步,电力电子技术的革新,车辆电气传动系统也取得了一定的发展,在牵引领域内,更高质量和性能的器件已经产生,比如性能很好的IGBT逆变器的开发,它有开关能损少、所需功率低、绝缘性好、散热装置灵活等优势,现如今已经成为轨道交通常用的产品,在很多领域都得到了广泛应用,但在使用IGBT的过程中,以往采用的设计模式较为粗放,余量需求大,很难抵抗外界干扰或者避免自身系统故障引起的问题,于是保护模式的突破成了关键点,本文给出传统保护模式与新型保护模式的对比如(图1)所示。
城市轨道交通车辆的电气传动系统如果从电动机驱动方式来看,一般以直流传动、交流传动为主,直流传动的特点在于控制简单、但结构复杂,而交流传动则是结构简单、控制复杂。
简析城市轨道车辆电气传动系统的发展
1电气传动系统概述电气传动系统以电动机作为原动机,通过把电能转化成机械能,来带动机械、车辆和大型生产设备的正常工作。
电气传动系统不仅效率高、性能强,还在节能环保方面得到了业内的认可,随着信息技术的不断发展,其可以实现的功能将越来越完善,下面将重点分析该系统在城市轨道交通中的应用和发展[1]。
2城市轨道车辆电气传动系统的组成2.1牵引与控制系统牵引与控制系统是轨道车辆电气传动系统的重要组成部分,不仅关系到车辆的运行能力,还关系着车辆的安全性能。
城市轨道车辆在运行时最大的特点便是启动和停止的间隔较短,这就对车辆的制动能力提出了很大的要求,而电气传动系统中的牵引与控制系统恰好可以提供这样的技术,该系统可以就车距发出相应的制动指令,从而进行精准的制动操作,即保证车辆运行的效率,也提高了准度,降低了安全事故的发生概率[2]。
2.2辅助供电系统轨道车辆电气传动系统的另一重要组成便是辅助供电系统,它主要提供除却牵引系统主电路之外的供电,例如照明用电、空调用电、信号装置用电等。
将辅助供电系统进行划分,便可以分为直流供电系统和三相交供电系统,直流供电系统主要组成为充电机、蓄电池、整流装置、直流用电设备,而三相交供电系统的主要组成为电热器、协助变流器、三相辅助设备等。
在设计辅助时要根据车辆设备和性能要求严格控制参数,以保证供电系统的安全有效[3]。
2.3轨道交通车门控制系统车门控制系统,顾名思义便是轨道车辆车门的开关控制系统,其主要组成部分包括电路控制设备、机械组成结构和执行机构。
执行机构与各个子系统连接,收集不同的信号并进行分析和控制,从而实现准确的开门和关门。
3城市轨道车辆电气传动系统的发展3.1电动机传动系统的发展根据电动机的差异可将其分为直流传动和交流传动两类。
两者的特点差异主要是直流传动以冗杂的构造实现了简便的操作,而交流传动正相反,因其简单的构造使得其在一些操作上相对繁杂。
我国城市轨道车辆电气传动系统中的电动机传动系统经历了从直流传动到交流传动的发展,在调速上实现了从直流调压调速到交流变频调速的改变。
城市轨道车辆电气传动系统的发展
城市轨道车辆电气传动系统的发展发表时间:2017-06-15T12:00:26.023Z 来源:《基层建设》2017年5期作者:潘智心[导读] 本文主要在充分结合笔者对相关文献研究以及自身工作实践基础上,就城市轨道车辆电气传动系统的发展进行了论述。
温州市铁路与轨道交通投资集团有限公司运营分公司浙江温州 325000摘要:我国城市化进程不断推进,城市的人口和车辆数量不断增加,造成严重的交通拥堵,城市轨道交通拥有客运量大,速度快,无拥堵和节能环保等优势,能更好地解决城市居民的各种交通问题。
城市轨道交通的发展推动了相应的轨道车辆的进步,在城市轨道交通车辆的使用过程中,往往采用电气驱动和传动系统等,这样有利于更好地完成相应的工作,这就对牵引传动系统提出了更高的要求。
对此,本文主要在充分结合笔者对相关文献研究以及自身工作实践基础上,就城市轨道车辆电气传动系统的发展进行了论述。
关键词:城市轨道车辆;电气传动系统;发展城市轨道交通开创地铁和轻轨运输方式以来,城市轨道交通车辆电气牵引系统随着工业技术的发展不断地更新换代。
随着相关科学技术的不断进步,使得轨道车辆的技术研究工作以及相应的成果不断涌现,这为城市轨道交通的发展提供了良好的技术基础。
就调速方式而言,经历了三个不同阶段:直流变阻调速、直流斩波调压调速和交流变频变压(VVVF)调速。
特别是近30年来,电力电子、微电子和微机控制技术的长足进步,城市轨道交通车辆电气牵引技术大大提高。
有鉴于此,下文将重点对城市轨道车辆电气传动系统及牵引变流器这两方面地发展谈一谈个人的认识,以供广大同行参考。
1城市轨道车辆电气传动系统的发展作为城市轨道交通车辆的先进技术和重要系统,电气系统在保证司乘人员出行安全和舒适的同时,其技术也得到了一定的发展和进步。
例如,轨道车辆电气控制系统由继电器控制上升到了PLC控制,实现了智能化和信息化的飞跃;此外,轨道车辆电气控制设备也从最基本的照明、压力保护设施、电锅炉和风扇升级到空调机组等内外车设施,实现了节能环保;同时轨道车辆电气控制系统电源技术已经通过轴驱动发电机发电向柴油发电机供电发展,到如今,发展成为机车直供电,安全可靠的电力供应系统和更先进的技术,都提高了司乘人员的安全与舒适。
浅析城市轨道交通车辆电气牵引技术发展现状及前景
浅析城市轨道交通车辆电气牵引技术发展现状及前景陈亚民尹荣鹏摘要:本文将简单介绍城市轨道交通车辆电气牵引技术发展情况,从电气牵引系统、控制系统、主要元件及电动机交流式牵引等方面研究技术应用现状,并从平台化、网络化、信息化、智能化、模块化、标准化等方面探究该技术的发展前景。
关键词:城市轨道交通车辆;电气牵引技术;发展城市轨道交通车辆作为城市公共交通的旅客运载工具,不仅要保证车辆运行的安全、准点和快速。
还要为乘客提供良好服务条件,使乘客乘车舒适、方便,同时还考虑对城市景观和环境的影响。
其中电气牵引技术作为城市轨道交通车辆运行的重要基础技术,其应用发展的重要性不言而喻。
一、城市轨道交通车辆电气牵引技术发展概况轨道交通车辆的诞生基于蒸汽机技术革新以及铁路的正式问世,而其牵引技术则逐步实现了从蒸汽机到内燃机再到电力的过渡与转变,当下电力牵引技术已经成为城市轨道交通车辆的核心牵引技术。
而电力牵引技术的发展则可以说是逐步从19世纪八十年代的直流供电到20世纪初的三相交流电,再到20世纪五十年代的硅可控整流牵引,之后逐步过渡发展,发展历程基本可以总结为交直传动牵引、异步牵引和交流传动牵引。
当下普遍应用的交流传动牵引有着电能反馈效率高、牵引控制便捷、转向架结构简单、牵引和制动效果好、防控转和防滑性功能完善等优势。
国内在轨道交通发展方面起步较晚,直到1958年才正式制造出6Y1型电力机车,而车辆电力牵引技术发展历程则与国际发展历程基本一致。
到今天,城市轨道车辆电力牵引技术的应用是以通信技术、控制技术和保障技术为基础的,全面保障了系统安全、稳定运行,协调城市轨道交通车辆的速度、控制与安全。
二、现代城市轨道交通车辆电气牵引技术应用现状(一)电气牵引系统电气牵引系统是电气牵引技术得以应用的基础。
由于城市轨道交通车辆采取的是第三轨供电方式,对相应的电气牵引系统整体水平要求极高,必须在各个方面满足一定规范。
在电气牵引系统中,电气牵引的恒定引力必须始终维持在一定范围内,通常其恒定牵引力为346kN,自然牵引力则为230.2kN。
城市轨道车辆电气传动系统的发展探究
城市轨道车辆电气传动系统的发展探究摘要:近年来,随着经济的快速发展,城市化进程不断加快,轨道交通应用的重要性也更加突显。
轨道交通通常有固定的路线与轨道,并配备了专用车辆。
车辆在运行过程需要借助于电气传动系统。
电气传动的方式不仅在车辆工作效率上发挥了作用,同时也关系到节能环保的目标,在轨道交通行业中应用前景十分广阔。
本文就城市轨道车辆电气传动系统的发展作简要阐述。
关键词:城市轨道;车辆电气;传动系统;发展引言我国城市化的不断推进,使得城市人口的数量及车辆都不断的增加,拥挤的交通严重的困扰着居民出行。
而城市轨道交通因其运量大、速度快、无拥堵及节能环保等优点较好的解决了拥堵的交通问题,受到越来越多城市居民的认可及喜爱。
通常情况下城市轨道交通要依托于轨道车辆,而安全可靠的电气传动系统是保证轨道交通车辆安全运行的必要前提,其技术水平直接决定了车辆的质量。
因此长期以来轨道车辆电气传动系统一直是国内外业内人士争相研究的对象。
1电气传动系统的发展概述电气传动是用电动机作原动机带动各种机械或部件运动,将电能转换成机械能,来完成一定的功能。
城市轨道车辆电气传动系统中的电动机传动系统经历了从直流传动到交流传动的发展,在调速上实现了从直流调压调速到交流变频调速的改变。
自从19世纪30年代发现电磁感应现象以来,先后发明了直流电动机和交流电动机,从而出现了直流电气传动和交流电气传动。
直流电动机以结构复杂为代价使操作变得简单;而交流电动机则完全相反,它的结构较为简单,但要进行大范围、高性能的变速操作是极为复杂的。
在20世纪以前,半控型晶闸管(SCR)的发明,标志着电力牵引跨入了电力电子时代,大功率硅整流技术的出现,对于直流传动的发展起到了十分重要的作用。
直流电机因为其操作简便、性能可控等特点成为多数电气传动系统的选择。
直到20世纪70年代,随着交流电动机调试技术的提升和变频性能的增强,同时大功率的晶闸管特别是可关断晶闸管(GTO)的出现,推动了变压变频的交流传动电气系统的发展。
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城市轨道车辆电气传动系统发展综述
摘要:随着城市轨道交通系统的快速发展,其电气传动系统的技术也得到了不断的提升。
目前,我国的城市轨道交通电传动系统已经实现了从传统的直流牵引到交流牵引的转变,并且在电动机和变频器等方面取得了显著的技术进步。
本文旨在通过对国内外城市轨道车辆电气传动系统的现状和发展趋势进行分析和总结,探讨其存在的问题及其解决方案,为相关领域的科研人员提供参考依据。
关键词:城市轨道;车辆;电气传动;系统发展
前言:随着城市轨道交通的快速发展,对列车电动机驱动系统的需求不断增加。
目前,我国的城市轨道交通主要采用直流电机驱动方式,但是这种方式存在一些问题,如效率低下、噪音大等问题。
因此,需要寻找一种更加高效、安静的新型电动机驱动方式来满足城市轨道交通的需求。
一、城市轨道车辆电气传动系统概述
城市轨道交通车辆电气传动系统是地铁列车的重要组成部分,其主要功能是对电车的动力源进行转换和传递。
在实际应用中,城市轨道交通车辆电气传动系统通常由多个部件构成,包括牵引电机、变速器、控制单元、制动装置等。
这些部件之间的相互配合关系决定了整个系统的性能表现。
其中,牵引电机是最重要的部分之一。
它负责将电力转化为机械能,驱动车辆前进或减速。
目前常用的有交流电机和永磁同步电机两种类型。
其中,交流电机具有成本低廉、维护方便等优点;而永磁同步电机则具备高效率、低噪音等特点。
选择何种类型的电机需要综合考虑多种因素,如线路电压、运行速度、载荷等因素。
变速器则是将发动机输出功率与轮轨间的相对运动速率之间建立联系的一种设备[1]。
二、城市轨道交通车辆电气传动系统的作用
城市轨道交通车辆的电气传动系统是整个列车运行的核心部分,其主要功能包括提供动力和制动力。
在城市轨道交通中,电力驱动技术已经成为主流,而电
动机作为电机的主要组成部分,也是电传动系统的核心部件之一。
因此,对于电动机的研究具有重要意义。
首先,电动机可以为城市轨道交通车辆提供动力,使车辆能够实现高速行驶或平稳停靠。
其次,电动机还可以通过控制电流的大小来实现制动力,从而保证车辆安全地停车。
此外,电动机还能够对车辆进行调节,如改变速度、方向等等。
另外,城市轨道交通车辆的电气传动系统还涉及到其他关键部件,例如变频器、逆变器、电路保护装置等。
这些部件的作用是为了确保电动机正常工作并保障行车安全。
其中,变频器可以通过调整电压大小来适应不同的负载需求;逆变器则是将直流电源转换成交流电源以供电动车辆使用;电路保护装置则起到了防止短路、过压、过温等多种故障的作用。
总之,城市轨道交通车辆的电气传动系统是一个复杂的系统,它不仅需要具备高效率、低噪音的特点,还需要具备可靠性高、维护方便等特点。
只有这样才能满足现代城市交通的需求,提高城市交通运输效率,减少能源消耗,降低环境污染。
三、我国城市轨道交通车辆电气传动系统的现状
我国的城市轨道交通车辆电气传动系统是目前城市交通领域中一个重要的研究方向。
随着城市化进程的不断加快,城市轨道交通的发展也越来越快,因此对于城市轨道交通车辆电气传动系统的研发和应用具有重要意义。
当前,我国城市轨道交通车辆电气传动系统的主要技术包括直流牵引供电、交流牵引供电以及混合型牵引供电等多种形式。
其中,直流牵引供电是最为常见的一种方式,其优点在于能够实现高速度的行驶,同时可以减少对电网的影响;而交流牵引供电则更加适合于长距离运行,并且在电力损耗方面也有所降低。
此外,我国城市轨道交通车辆电气传动系统的安全性也是一个非常重要的问题[2]。
四、城市轨道交通车辆电气传动系统发展趋势
(一)智能化
在现代社会中,随着信息技术的不断进步和人们对于生活质量的要求越来越高,智能化的概念逐渐成为了人们关注的一个热点话题。
而在城市轨道车辆电气传动系统的领域,智能化也成为一个不可忽视的趋势。
首先,智能化可以提高列车运行效率。
传统的城市轨道车辆电气传动系统通常需要大量的人力资源进行维
护保养,而智能化的出现则能够通过自动化的方式实现对设备的监测与控制,从
而大大降低了维修成本并提高了运营效率。
此外,智能化的技术还能够提供更加
精准的数据分析,为车辆的设计和优化提供了有力的支持。
其次,智能化也可以
提升安全性能。
传统城市轨道车辆电气传动系统存在着一定的安全隐患,如线路
故障、电力短路等问题可能会导致严重的事故发生。
而智能化的引入能够通过实
时监控和预警机制,及时发现问题并采取相应的措施,保障行车安全。
同时,智
能化的技术也能够实现自动驾驶功能,进一步增强了车辆的自主性,减少了操作
人员的工作量,提高了工作效率。
最后,智能化还可以促进节能减排。
传统的城
市轨道车辆电气传动系统往往存在能源浪费的问题,而智能化的应用能够通过高
效的能量利用和回收,有效减轻环境压力。
例如,采用智能化的制动方式,可以
在停车时将车体转化为储能装置,储存掉多余的电能;另外,智能化的调速策略
也能够更好地适应不同行驶条件的需求,避免过度使用或不足使用,达到最大限
度地节约能源的目的。
总之,智能化是未来城市轨道车辆电气传动系统发展的必
然趋势之一,它不仅可以提高车辆的运行效率和安全性能,还有助于环保和节能
减排等方面的发展。
因此,在未来的城市轨道车辆电气传动系统设计和发展中,
应该充分考虑智能化的需求,将其纳入到整个方案之中,以期实现更好的效果。
(二)模块化
模块化的设计已经成为一种趋势。
这种设计方式可以提高系统的可靠性和可
维护性,同时也能够降低生产成本和缩短建设周期。
在城市轨道车辆电气传动系
统中,模块化的应用也得到了广泛的推广和发展。
首先,模块化的设计可以让不
同部件之间的连接更加紧密和牢固。
传统的电传动系统需要大量的螺丝钉或胶水
来固定各个部件的位置关系,而模块化的设计则可以通过拼接不同的模块来实现
同样的效果。
这样一来,整个系统的稳定性和安全性都得到提升。
其次,模块化
的设计还可以使系统的维修变得更加方便。
由于每个模块都有独立的结构和功能,因此如果某个模块出现问题或者故障时,只需要更换该模块即可解决问题。
这大
大提高了系统的维修效率和准确度,同时还减少了对整个系统的影响。
此外,模
块化的设计还能够满足不同用户的需求[3]。
例如,对于一些大型的城市轨道交通
项目,可能会有不同的需求和标准,但是通过模块化的设计,就可以将这些需求
转化为具体的组件,从而更好地适应各种实际场景。
总之,模块化的设计是城市
轨道车辆电气传动系统发展的一个重要方向。
它不仅能提高系统的性能和质量,
也能为未来的交通出行提供更好的解决方案。
五、结语
综上所述,在交通和人口的双重压力之下,轨道交通的出现大大缓解了交通
压力,为出行创造了更多便利的条件。
轨道交通的运转是需要多种先进技术力量
的支撑的,而电气传动系统便是其中十分重要的一项,在科技水平不断提高的情
势下,电气传动系统也必将更为成熟和完善,进一步促进城市轨道交通的发展。
参考文献:
[1]米志宏.城市轨道车辆电气传动系统的发展[J].城市建设理论研究(电子版),2017(15):17.
[2]范伟媛.城市轨道车辆电气传动系统的发展[J].黑龙江科技信息,
2015(8):13.
[3]黄珺.城市轨道交通车辆电气系统接地措施探讨[J].建筑工程技术与设计,2018(25):38。