检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：王之琪同济大学

学位级别：硕士

随着地铁成为人们的主要出行方式，城市里地铁车辆的运输需求日益增长。直线电机轮轨交通有爬坡能力强和转弯半径小的特点，适合在情况复杂的城区应用。直线电机轮轨交通主要采用制动电阻消耗回馈制动能量。与消耗制动能量相比，对制动... 详细信息

随着地铁成为人们的主要出行方式，城市里地铁车辆的运输需求日益增长。直线电机轮轨交通有爬坡能力强和转弯半径小的特点，适合在情况复杂的城区应用。直线电机轮轨交通主要采用制动电阻消耗回馈制动能量。与消耗制动能量相比，对制动能量进行回收的储能装置吸收方式更加节能环保。不同于旋转式电机，直线电机的滑差率高，并且边端效应对列车再生制动影响显著。因此精确计算制动功率和能量，合理设定制动方式，是直线轮轨交通广泛应用储能技术的前提。　　本文在现今的直线电机(Linear Induction Motor,LIM)的模型研究基础上，推导dq坐标系通用电机状态方程。针对磁链观测器计算分歧的问题，推导考虑边端效应的电流型磁链观测模型。对LIM状态方程模型在额定工况下仿真验证。对比现有实验结果显示，本文所提LIM状态方程模型和磁链观测模型准确度高。　　本文设计含前馈解耦的LIM双闭环矢量控制模型。采用广州地铁4号线电机的数据和额定工况，对调速模型仿真。结果显示，电机模型速度动态响应迅速，调节符合地铁运行要求，模型能精确模拟广州地铁4号线区间运行和调速。　　为解决直线电机滑差率大，再生制动过程短的问题，本文采用再生制动衔接直流能耗制动，并设计保持磁链转角不变的切换方式。采用仿真验证该制动切换方式，电机的电压、电流和磁链均未发生突变，列车按要求平稳制动。进而根据线路参数，采用本文LIM模型，仿真计算上下行制动功率和能量。对比牵引计算的再生制动功率和能量，本文仿真计算反映制动过程的实时特征。　　基于直线电机轮轨交通的制动功率能量计算，为尽可能提高制动能量吸收率，本文分析储能式制动能量回收装置的工作原理，设计匹配区间制动能量的地面式超级电容储能装置，以及采用PID双闭环控制方式的双向DC/DC变换器。本文推导证明单一提高储能装置充电阈值对提高能量吸收率的效果有限。故以进一步提高能量吸收率和稳定直流网压为研究目标，提出采用列车实时功率、牵引网压限值计算的动态充电阈值控制再生制动储能系统的能量回收，并采用储能装置和制动电阻联合工作的能量管理策略。采用在广州地铁4号线区间计算所得的制动功率和能量，对常规单车制动和高峰时多车制动两种情况，计算储能装置和制动电阻最优吸收能量阈值。本文能量管理策略的仿真结果表明，单一提高储能装置充电阈值的方法对吸收率提高作用有限，而基于动态阈值的能量管理策略，能有效提高储能装置的制动能量吸收率，并稳定列车受电弓电压，确保不超限定值。

关键词：直线电机轮轨交通制动控制储能装置能量回收

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曲线地段直线电机轮轨列车动力学响应

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哈尔滨工业大学学报 2019年第9期51卷 110-116页

作者：臧传臻魏庆朝聂鑫路北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 重庆市轨道交通建设办公室重庆400014

为研究直线电机轮轨列车行驶于曲线段线路上时,铁路线路条件对列车动力响应的影响规律,以便为修改线路设计规范提供理论依据.建立直线电机轮轨交通列车线路动力学模型,模型中直线电机所受垂向电磁力大小随列车牵引速度和电机气隙的变化... 详细信息

为研究直线电机轮轨列车行驶于曲线段线路上时,铁路线路条件对列车动力响应的影响规律,以便为修改线路设计规范提供理论依据.建立直线电机轮轨交通列车线路动力学模型,模型中直线电机所受垂向电磁力大小随列车牵引速度和电机气隙的变化而时刻改变.仿真模拟并分析垂向电磁力、车速、曲线半径、超高、轨道不平顺对系统动力响应的影响.结果表明:轨道垂向不平顺和高车速对气隙影响显著;列车通过小半径曲线段时,垂向电磁力对脱轨系数和轮重减载率的消减作用显著;脱轨系数、轮重减载率、轮轨横向力、车体横向加速度、车体横向位移这5类动力响应的最大值,同时受车速、曲线半径、超高影响显著.基于5类动力响应最大值的拟合公式,可对车速、曲线半径、超高取值范围进行合理匹配,并确定曲线地段的合理车辆限界.

关键词：选线设计直线电机轮轨交通列车线路动力学动力响应垂向电磁力

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直线电机轮轨交通气隙及轨道平顺性对系统动力响应影响研究

直线电机轮轨交通气隙及轨道平顺性对系统动力响应影响研究

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作者：夏景辉北京交通大学

学位级别：博士

直线电机轮轨交通采用直线感应电机牵引,轮轨系统支撑与导向。直线电机与感应板之间的气隙(简称为气隙)对行车动力性能具有重要影响,其值必须保证在毫米级的精度范围内,通常为8至12mm。线路平顺性、特别是感应板高度变化等均会对气隙大... 详细信息

直线电机轮轨交通采用直线感应电机牵引,轮轨系统支撑与导向。直线电机与感应板之间的气隙(简称为气隙)对行车动力性能具有重要影响,其值必须保证在毫米级的精度范围内,通常为8至12mm。线路平顺性、特别是感应板高度变化等均会对气隙大小产生影响,从而影响直线电机牵引效率及行车安全性。因此,直线电机与感应板气隙变化规律以及线路平顺性对其的影响等问题的研究对直线电机轮轨交通系统线路轨道结构设计及养护维修等具有重要理论意义和工程实用价值。本研究从广州地铁四号线直线电机与感应板气隙和轨道不平顺检测分析入手,首先分析了静、动态气隙变化规律、统计特性以及轨道不平顺状况。其次,利用所建的动力学模型依次分析了直线地段和曲线地段气隙以及轨道不平顺对系统动力响应的影响。最后,在实测轨道不平顺基础上,探讨了直线电机轮轨交通站台与列车间空隙的合理取值。本研究旨在加深对直线电机轮轨交通系统磁轨气隙变化规律以及其对系统动力响应影响的认识,从而为直线电机轮轨交通线路的轨道结构设计和养护维修等提供理论依据和参考。本文主要的研究内容包括： (1)在广州地铁四号线直线电机与感应板气隙静态检测的基础上,分析了四号线感应板高度的变化规律及引起的原因。 (2)在广州地铁四号线直线电机与感应板气隙动态检测的基础上,分析得到了气隙动态变化规律、分布特征以及频率特性等。并与静态检测结果进行了对比分析,提出了动静结合的检测方法。 (3)对广州地铁四号线轨道不平顺检测数据进行了分析,得到了直线电机轮轨交通轨道不平顺特征。结果显示,四号线轨道整体轨道平顺性状况良好,特别是高低不平顺控制的较好,其峰值均没有超过I级管理限值12mm,因而能很大程度上减小轨道平顺性对气隙的影响。与美国轨道六级谱的对比表明,四号线轨道不平顺峰值和美国五级谱相当,而区段整体轨道不平顺质量指数要优于美国六级谱。 (4)应用所建模型分析得到了直线地段垂向电磁力和轨道不平顺对系统动力响应的影响规律。并对随机不平顺激励下,系统动力响应的频率分布特性规律进行了分析。结果表明,垂向电磁力对轨道结构振动位移和车体加速度影响较小,对轨道结构振动加速度具有较大影响,对轮轨垂向力的最大影响在10kN以内。提出了直线电机轮轨交通高低不平顺极限值应控制在12mmm内。轨道高低不平顺保养限值宜控制在4mm以内,此时气隙变化可控制在±2mm内,从而保证直线电机的具有较高的工作效率。 (5)应用所建模型分析了直线电机车辆曲线通过动力性能,得到了曲线地段气隙变化规律、直线电机车辆曲线通过动力特性以及线路平顺性对行车动力性能的影响规律。并提出了曲线地段直线电机与感应板气隙变化的解析公式,可用于分析线路曲线参数对气隙变化的影响。 (6)应用所建模型分析了不同线路状态、不同运行速度等条件下车辆各方向运动情况,以直线地段和曲线地段车体动态偏移量为基础,研究了站台与车辆间空隙的合理取值。结果表明：直线地段车站站台和车辆气隙可取为75-80mm,较目前采用的1OOmm,可以减少20-25mm。曲线地段车辆限界值至少可以比目前采用的限界值减小15mm左右。曲线地段站台半径宜取为1000m。与传统的车辆限界计算方法相比,本方法能更为准确地反映车体的最大动态横移量,从而为确定站台与车体间空隙的合理取值奠定基础。

关键词：直线电机轮轨交通直线电机感应板气隙轨道不平顺曲线通过动力特性行车动力性能

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轨道不平顺对直线电机轮轨系统动力特性影响

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铁道工程学报 2017年第1期34卷 36-40,128页

作者：魏庆朝郑方圆冯雅薇臧传臻北京交通大学北京100044 北京市规划和国土资源管理委员会北京100045

研究目的:基于车辆-轨道耦合动力学理论建立直线电机轮轨系统仿真模型,以多种不平顺为激励源进行动力学计算,分析竖错、扣件松脱两种确定性不平顺对直线电机轮轨交通系统动力特征的影响。结合实际的轨道不平顺管理形式,探讨谐波形式的... 详细信息

研究目的:基于车辆-轨道耦合动力学理论建立直线电机轮轨系统仿真模型,以多种不平顺为激励源进行动力学计算,分析竖错、扣件松脱两种确定性不平顺对直线电机轮轨交通系统动力特征的影响。结合实际的轨道不平顺管理形式,探讨谐波形式的水平、扭曲以及复合不平顺对车辆运行品质的影响提供理论依据。研究结论:(1)建议在轨道不平顺管理中采用10 m弦方法,重点控制10 m左右波长的不平顺;(2)重点检查板边及板中扣件位置处的钢轨状态;(3)重点保证板端的强度满足要求;(4)严格控制轨道板的下沉量;(5)重点控制直线电机受激扰侧的尾端气隙;(6)车体垂向振动及气隙变化对扭曲不平顺最为敏感,而复合不平顺的存在对车体的横向加速度、脱轨系数及轮重减载率指标更为不利;(7)该研究结论可用于指导线路轨道结构的养护维修工作。

关键词：城市轨道交通轨道不平顺动力仿真直线电机轮轨交通动力特性

来源：评论

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纵断面线路参数对直线电机列车的动力影响

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铁道工程学报 2018年第1期35卷 42-48页

作者：魏庆朝臧传臻聂鑫路王潇王岗北京交通大学北京100044 重庆市轨道交通建设办公室重庆400014

研究目的:为了确定纵断面线路参数取值对LIM列车运行舒适性和安全性的影响规律,基于首都机场线LIM地铁系统参数建立列车-线路三维耦合动力学模型,分析在纵断面线路参数和车速影响下,LIM地铁系统动力响应特性,拟合得到车体最大垂向加速... 详细信息

研究目的:为了确定纵断面线路参数取值对LIM列车运行舒适性和安全性的影响规律,基于首都机场线LIM地铁系统参数建立列车-线路三维耦合动力学模型,分析在纵断面线路参数和车速影响下,LIM地铁系统动力响应特性,拟合得到车体最大垂向加速度、轮轨最大垂向力、最大轮重减载率与竖曲线类型、竖曲线半径、列车行驶速度之间的关系公式。研究结论:(1)凹形竖曲线会增大列车垂向加速度和轮轨垂向力,减小轮重减载率;(2)凸形竖曲线会减小列车垂向加速度和轮轨垂向力,增大轮重减载率;(3)车体最大垂向加速度、轮轨最大垂向力、最大轮重减载率均与曲线半径的倒数相关;(4)车体最大垂向加速度、轮轨最大垂向力、最大轮重减载率均与车速的平方相关;(5)本研究成果可为LIM地铁系统纵断面线路参数优化提供理论依据。

关键词：城市轨道交通直线电机轮轨交通列车线路耦合动力学动力响应

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直线电机轮轨交通车站站台建筑限界研究

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北京交通大学学报 2010年第1期34卷 10-13页

作者：夏景辉梁青槐北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 郑州市轨道交通有限公司郑州450046

直线电机轮轨交通车辆通常车厢底板高度低,车体尺寸小,与传统地铁车辆相比,具有车辆限界小的特点.目前地铁车站站台边缘与车体间空隙过大,导致乘客上下车时经常发生踏空受伤事件.本文针对广州地铁4号线直线电机轮轨交通系统,采用车线动... 详细信息

直线电机轮轨交通车辆通常车厢底板高度低,车体尺寸小,与传统地铁车辆相比,具有车辆限界小的特点.目前地铁车站站台边缘与车体间空隙过大,导致乘客上下车时经常发生踏空受伤事件.本文针对广州地铁4号线直线电机轮轨交通系统,采用车线动力分析的方法,建立了直线电机轮轨车辆侧向动态偏移计算模型,在此基础上分析了不同线路状态、不同运行速度等条件下车辆各方向运动情况,计算了站台面高度处车体的横向最大侧移,并以该值作为车辆限界确定站台与车辆间空隙.研究表明:广州地铁4号线站台与车辆间隙还可以缩小20 mm.

关键词：城市轨道交通直线电机轮轨交通站台限界车辆动力学

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