车辆逆变器轨道应用管理论文

摘要：现代的轨道交通车辆的电气牵引技术必须要根据目前的社会发展现状做出一些相应的调整，这样才能跟上社会发展趋势。而通过利用目前的计算机系统对电气牵引进行控制可以改善交通情况，让车辆通过相关的计算机系统可以达到自控以及自检的效果，这样可以对轨道交通进行有效的管理，控制交通发展。当交通情况实现了自主控制以后，就能够进行相关的信号接受以及输出。下面是小编为大家整理的《车辆逆变器轨道应用管理论文(精选3篇)》，仅供参考，希望能够帮助到大家。

车辆逆变器轨道应用管理论文 篇1：

轻轨车辆用混合动力牵引传动系统的设计探讨

摘要：轻轨车辆在我国各城市的应用越来越广泛，有关轻轨车辆用混合动力牵引传动系统的研究也越来越多。文章针对轻轨车辆的应用现状，对轻轨车辆用混合动力牵引传动系统的技术需求及其设计方法进行了分析。

关键词：轻轨车辆；混合动力；牵引传动系统；轨道交通；供电网络 文献标识码：A

目前，我国的工业化发展步伐进一步加快，城市人口也越来越多，随之而来的是城市汽车数量的大量增加，汽车尾气造成的污染日益严重，这对人们生活水平的提升造成了一定的阻碍。伴随时代的进步与发展，人们开始意识到保护生态环境的重要性，为了减轻城市生态环境的负担，越来越多的城市交通设计规划者开始将重点放在绿色环保的轻轨交通系统的设计上，相关专家和学者也进一步加大了对轻轨车辆用混合动力牵引传动系统设计的研究，这在一定程度上为城市轨道交通网络系统的完善提供了保障。

1 轻轨车辆的应用现状

城市轨道交通受供电网络的限制较大，正是由于这个原因，城市轨道交通在城市居民安全与环境保护方面面临诸多问题。一般来说，城市轨道交通都是采用的第三轨供电方案或架空接触网方案，这两种方案都要求轨道车辆必须采用专门的线路或者完全封闭式的线路。对于地铁车辆来说，其既可以在地下隧道中运行，同时也可以在地面高架上运行，但是轨道电车一般只能在地面线路上运行，而且对于城市轻轨电车辆说，必须采用架空接触网的供电方案来进行供电网络的铺设，这样才能保证轻轨车辆的正常运行，但是这种供电方案在系统安全性以及环保性方面都存在诸多问题。随着城市空间环境质量要求的提升，轨道交通行业也出现了较大变革，无受电网的有轨及轻轨车辆开始在许多城市得到应用。从国际上来看，庞巴迪公司的非接触式感应供电轻轨车辆和西门子公司的超级电容轻轨车辆代表性较强。非接触式感应供电轻轨车辆主要利用电磁感应原理，将直流电源转变为高频交流电，然后再利用线圈感应原理，实现电能在整个车辆系统内的流通，最终变换为直流电，为车辆的牵引系统提供电能。电磁线圈只有在车辆经过的时候才能产生电流，这样就能确保无车辆运行情况下行人的安全。对于超级电容轻轨车辆来说，其主要采用的是车载超级电容器储能装置，车辆运行之前必须进行一次性充电。当车辆处于牵引状态时，超级电容器主要发挥供电作用；当车辆处于制动状态时，超级电容器主要提供存储再生制动能力的作用；当车辆停站的时候，超级电容器负责对其进行充电，从而为车辆进入下一段区间的运行提供保障。

2 混合动力牵引传动系统的技术需求

2.1 车辆牵引和制动能量分析

轻轨车辆在正常运行的过程中，主要包括制动工况和牵引工况，在大多数城市的有轨电车项目中，超级电容器系统主要适用于无受电网区域，也就是说只有当车辆通过无受电网区域的时候才能利用超级电容器来进行牵引和制动。所谓牵引，指的就是车辆的牵引系统通过克服车辆运行过程中的各种阻力来实现加速的过程，这就要求超级电容器系统的能量必须满足克服阻力的需求，一般来说，轨道车辆的运行过程中需要克服的阻力主要包括坡道阻力、弯道阻力、运行阻力以及车辆启动阻力，除了具备克服阻力的能量以外，超级电容器还必须在车辆加速运行的过程中为车辆动能的变化提供所需能量。根据项目设计的相关要求，轨道车辆的超级电容器系统必须在线路中保持正常运行1km，且必须考虑到车辆的两次启动过程。当车辆通过无受电网区域的时候，车辆的速度应限制在20km/h；当车辆通过有电网区域的时候，超级电容器需要为车辆牵引提供瞬时能量，这样才能减少车辆运行过程中对受电网的能量需求，从而减少车辆能耗，节约运行成本；当轨道车辆处于制动工况的时候，超级电容器的主要作用在于吸收牵引逆变器制动所产生的能量，然后在车辆牵引工况时释放出能量。

2.2 轻轨车辆牵引传动系统的牵引制动特性

城市轨道交通车辆的牵引特性主要可分为自然特性类、恒功率类和恒转矩类。当轨道车辆处于自然特性区域的时候，车辆牵引电机的制动力和牵引力与车辆运行速度的平方成反比，也就是说列车运行速度的平方与车辆的牵引力或制动力的乘积为一个常数；当车辆处于恒功率区域的时候，轨道车辆的运行速度与牵引电机的牵引力或制动力成反比，这时，牵引电机的功率不变，始终为一个常数；当车辆在恒转矩区域运行的时候，轨道车辆的运行速度与牵引电机的牵引力和制动力变化无关，无论车辆运行速度变化多大，电机的牵引力和制动力始终不变。

3 混合动力牵引传动系统的设计

3.1 传动方案

混合动力牵引传动系统主要由制动装置、发动机、电动机、动力耦合装置、蓄电池、胶带等组成，其中发电机是传动系统的主要动力来源。根据轻轨车辆运行的特点，应设计行星差轮系式动力耦合装置，它主要由一级定轴直齿轮传动、单排行星差速轮系传动和一级变速斜齿轮传动组成，这些组成部分主要负责对发动机和电动机的动力进行匹配和切换，同时也有利于实现电动机和发动机的同时工作。该牵引传动系统的辅助动力源设计为串励直流电动机，这种直流电动机具有机动性能佳、转矩大、调速范围广等优点，对混合动力模式下的传动系统适应性较强。在工作的过程中，发动机的动力主要靠一级变速齿轮传递到太阳轮，电动机的动力则是通过一级定轴直齿轮传递到单排行星差动轮系的外齿圈，最后再由行星架输出，电动机控制机的设计应与动力耦合装置的设计相配合，采用直流斩波控制器，电池为铅酸蓄电池。离合器应设计在变速箱的输入端，其主要功能是切断或接通驱动轮与动力耦合装置之间的动力传送。

3.2 列车的数学模型

直流供电回路中最活跃的部分便是列车，列车模型的建立是一个动态的过程，如果把列车当作一个质点，那么轨道车辆在运行过程中的位置和速度是不断变化的，从而造成车辆阻力的不断变化，包括基本阻力、曲线阻力等。轨道车辆在运行过程中的状态主要可分为牵引、惰行和制动三种，随着工作状态的变化，直流供电回路参数也会发生变化。在建立数学模型的时候，应注重列车参数、加速度模块以及列车牵引计算模块这三方面的内容。一般情况下，列车参数应包括列车拖车和动车的重量、列车编组情况等。在加速度模块，输入的数值应包括列车实际速度V和列车实际速度的参考值V*，利用上述两个数值便可以计算出列车的加速度。列车牵引计算模块主要是根据牛顿第二定律来计算出列车所承受的制动力和牵引力，计算公式如下：

F-f（r）=M（1+r）a

式中：F表示每个轴所承受的制动力和牵引力；M表示列车的质量；f（r）表示列车运行过程中所受到的阻力；r表示列车的旋转质量系数。

3.3 超级电容器的能量计算方法

通过上述分析可知，轨道车辆在无受电网工况下必须依靠超级电容器提供牵引能量。一般来说，在有电区牵引工况下，超级电容器所提供的能量基本上能满足要求，因此，只需要对车辆通过无电区域的牵引工况进行分析。根据车辆的牵引状态，超级电容器所提供的能量是由车辆运行过程中需要克服的各种阻力决定的，启动阻力是车辆运行过程中必然会产生的阻力之一。通常情况下，当车辆速度不超过3km/h时，判定车辆处于启动状态，车辆启动过程中的阻力计算公式为：

R=5mg/1000

式中：R表示车辆启动阻力；m表示车辆重量；g表示重量加速度。

车辆在启动的过程中一直保持加速度运行，从速度为零一直上升为每小时3km的速度，在这一过程中，车辆的牵引力恒定，运行距离公式为s=32/2a，根据上述公式，轨道车辆启动过程中的能量计算公式为W=R×s，车辆运行过程中的基本阻力公式为：

R=1/1000[6.4m+130n+0.14mv+（0.046+0.0065（N-1）Av2]

式中：R表示车辆运行基本阻力；m表示车辆重量；n表示轮轴数量；v表示车辆速度；N表示车辆数量；A表示车辆截面积。

4 结语

综上所述，轻轨车辆在我国各大城市的应用对城市生态环境的改善、人们生活质量的提升以及交通状况的改善都具有一定的促进作用，混合动力牵引传动系统是当代城市轨道车辆的主要动力装置，目前我国在这方面的研究虽然取得了一些成就，但仍需在实践中不断总结经验，加大研究力度，从而提升轻轨车辆用混合动力牵引传动系统的设计质量。

参考文献

[1] 牟岩.轻轨车辆用混合动力牵引传动系统的设计研究[D].大连理工大学，2013.

[2] 邓晓亭，朱思洪，高辉松，等.混合动力拖拉机传动系统设计理论与方法[J].农业机械学报，2012，43（8）.

[3] 赵立军，姜继海.飞机牵引车液压驱动混合动力系统设计[J].机床与液压，2009，37（12）.

[4] 陈彦秋.混合动力列车运行控制及能量管理策略研究[D].西南交通大学，2013.

[5] 赵新富.基于CVT的新型混合动力传动系统设计与研究[D].重庆大学，2012.

[6] 于海生，王晨，张建武，等.基于工况分析的混合动力系统设计[J].汽车技术，2012，（2）.

[7] 朱志富.混合动力汽车传动系统设计及其台架试验[D].重庆大学，2012.

作者简介：陈世浩（1983-），男，河南新野人，中铁二院工程集团有限责任公司工程师，硕士，研究方向：机务。

（责任编辑：小 燕）

作者：陈世浩

车辆逆变器轨道应用管理论文 篇2：

浅谈现代轨道交通车辆电气牵引技术

摘要：现代的轨道交通车辆的电气牵引技术必须要根据目前的社会发展现状做出一些相应的调整，这样才能跟上社会发展趋势。而通过利用目前的计算机系统对电气牵引进行控制可以改善交通情况，让车辆通过相关的计算机系统可以达到自控以及自检的效果，这样可以对轨道交通进行有效的管理，控制交通发展。当交通情况实现了自主控制以后，就能够进行相关的信号接受以及输出。同时还能利用现有的数据资源对车辆进行控制，这样可体现出计算机系统在现代轨道交通中的重要价值。

关键词：轨道交通;车辆;电气

一、车辆电气牵引技术在现代轨道交通中的应用

（一）控制系统在电气牵引技术中应用

在轨道交通车辆中的电气牵引技术中，通过计算机技术可以比以往的数字控制技术更加方便，同时会对轨道交通车辆中的电气牵引技术产生极大利益。通过对计算机系统的利用可以对轨道车辆的使用现状进行一定的研究，从而可以进行适当的操作。轨道交通车辆通过对计算机系统的引用可以进行简单的自主控制，进而达到自检的目的，推动该技术的发展。同时在轨道交通车辆电气牵引技术的使用过程中，表现作为突出的就是交流传感式系统，当引入计算机控制系统后这项优势将更加突出。计算机系统技术的采用在接下来的电气牵引中起到了很大的作用，在这个过程中电气牵引能够获得自己本身的整体形态，而那些软件在这个过程中发挥的作用也是不可估量的。在对计算机技术进行利用的过程中，可以根据相关的数据信息对很多操作点进行精确的控制，比如关于交通的通信以及驱动的相关情况，这些都是影响电气牵引技术的重要因素，这些可以帮助电气牵引技术网络化模板的形成。除此之外，所有的交通车辆都能通过相关的数据信息进行控制从而达到聚合化的牵引控制状态。

（二）电气牵引技术中要用到的主要元件

在电气牵引技术的使用过程中还要重视电气元件之间的协调配合，这样才能发挥电气牵引技术的作用。而在这些电气元件中，主要包含的有接口电器、断路器、受电器等，所以在电气元件之间培养协调性还是要进行多次相互测试以及试验才行。

二、牵引传动的发展

在现在的城市轨道交通车辆所运用的能源方式中，使用最广泛的就是电能。而通过对传统的技术研究可以发现，电流的使用也是分为交流和直流两种方式的。而在这其中两种电流方式对于城市轨道交通车辆的管理原理也是基本相同的，其中的基本原理就是通過电力能源与发动机的连接，进行发动机的启动进而在实现对汽车的牵引作用。而事实上其中采用直流发电进行汽车牵引工作的方式比较复杂，在进行电力传输到发电机的同时还需要运用半控型晶间管进行对直流电的斩波工作，这样才能达到斩波调压与相控调压相结合的目的。在目前的社会发展趋势下，关于电机的交流电运用技术在目前的轨道交通车辆中也越来越常见，同时也逐渐取代传统的电动机启动模式慢慢的发展为一种新的进行汽车牵引的潮流。随着变频变压的电压逆变器的出世，慢慢的推动了交流传动在进行汽车牵引方面的发展，并逐渐成为未来社会中的主要牵引模式。

三、现代电气牵引系统设计

（一）车辆基本情况

本文主要对关于城市轨道交通中的城市地铁进行一些相关的分析和研究。首先作为地铁项目就必须要有架空接触网，这样才能保证对整个地铁工作的及时及时供电服务。而其中关于对车辆的选择也一定要保证车辆环境的整洁以及噪音问题。这些对于乘客的体验感觉是非常重要的，这同样也是应该引起重视的一些方面。

（二）元件选择

为了对车辆的运行情况进行满足，这就需要运用现在的交流传动作为电气牵引技术的主要核心内容，这样才能对整个电气牵引系统进行合理的设计以及运用。首先要进行的就是根据需要进行相关的元件选择，这样才能为系统的构架建立基础。在进行系统构架过程中，元件一般选择受电器和断路器两个方面，但在实际的操作中还是要根据当前的城市轨道交通进行合理的元件选择。而对于城市的地铁而言就要选择具有高速断路器和充电设备的高压箱，还有具有功能较多的滤波电抗器箱，以及制动电阻箱和牵引电动机等基础设备。通过对这些设备的合理利用，可以满足系统设计对于基础元件的一些需求。其中的高压箱除了具有高速断路器及充电设备这两个元件之外，为了保证电路的安全性以及进行电容器的快速放电，还应该具备相关的主隔离开关，这样才能在运行过程中达到理想的效果。而关于滤波电抗器在这个操作系统中的主要作用是为了维持电压的稳定以及对谐波电压进行吸收，这样才能保证系统在最终呈现的完美效果。

（三）牵引系统

根据目前的电气牵引技术研究可以发现，为了对电动机的牵引压力进行增大一般采用的是无吸收电路式的逆变器，这样能够通过其中的特定模块实现轨道车对结构紧凑及体量轻盈的要求。当然，在城市地铁的构造中也是可以采用这种逆变器的，这样可以满足地铁车辆在牵引过程中对于电气的要求，还能对其交通工具要求的要求的恒定速度进行一定程度的实现。所以，根据车辆对于恒定速度的要求，可以根据本身的条件计算出列车所需要的恒定牵引力，这样才能为列车的平稳驾驶进行下一步的保障工作。而为了能够保障牵引力能够在列车的可接受范围内，就需要设定列车需要的牵引条件，让列车能够自主完成牵引力的变换，实现列车的自主控制。这样的方式可以极大的减少列车在传统情况下进行制定时产生的剧烈晃动，提高列车在进行急刹和停车时的精确度，保证列车的行驶质量。

结束语

在现代的交通拥堵现象日益加重的情况下，我国更应该大力发展现代轨道交通车辆电气牵引技术。通过相关技术的不断完善来减轻交通路面堵塞等现状，轨道交通最关键的技术就是电气牵引，轨道交通的受力的转换，能够使电气牵引技术得到很大空间上的提升，能够推进轨道交通的快速发展。通过相关的牵引性能来增强车辆在行驶过程中的稳定性，同时电气监管方式也在一定程度上保证了车辆的安全行驶。

参考文献

[1] 李彬.浅析现代轨道交通车辆电气牵引技术[J].百科论坛电子杂志，2019，000（006）：766-767.

[2] 雷继海.浅析现代轨道交通车辆电气牵引技术[J].百科论坛电子杂志，2019，000（008）：689.

作者：吴迪 许涛

车辆逆变器轨道应用管理论文 篇3：

城市轨道交通车辆检修探讨

摘 要：在长期运行和诸多因素的影响下，城市轨道交通车辆会出现自然损耗以及零部件磨损、变形及其他突发性故障问题，影响其正常行驶，甚至会危及乘客安全、造成重大安全事故，所以主动做好车辆机械检修工作成效与否显得尤为重要。介绍城市轨道交通车辆检修模式及检修技巧与工艺， 探讨、完善提高轨道交通车辆检修整体水平方面的相关对策。

关键词：城市轨道;交通车辆;检修模式;相关对策

引言

城市化进程的推进增加了城市交通压力，为缓解道路交通堵塞问题， 城市轨道交通成为近年来城市交通系统发展的主要方向。为保障城市轨道交通安全化发展，应加大对城市轨道交通车辆检修工艺的重视，结合现有检修制度展开优化。

1 城市轨道交通车辆常规检修工艺

1.1 保养工艺

对于城市轨道交通车辆而言，保养工艺主要采取互换修、均衡修2种方式。互换修指对于城市轨道交通车辆零构件进行更换，于更换期间进行车辆结构检修，将检修结果整合并集中处理，将零构件拆卸后送至车库逐一检修，以此降低工程车辆检修保养期间的停靠时间，极大提升保养效率，但由于城市轨道交通车辆线路分布复杂，在车辆零构件保养更换期间应排查线路管路及线路，若线路间存在安全风险，须立即下部细检，最大程度地确保乘客安全。除此之外，由于城市轨道交通运行环境复杂，车辆内部环境及质量可直接决定乘客体验，为给予乘客优异交通服务，应于互换修保养期间进行城市轨道交通车辆密闭性检查，定期保养车辆内照明、座椅、广播、空调等系统装置，创造舒适的车辆环境。均衡修指城市轨道交通车辆运行结束后对车辆进行保养，停止运行期间内，在车辆停止运行所在位置進行保养维护，以此降低保养工作对车辆运行的影响，且可在一定程度上提高保养效率。

1.2 定修工艺

相较于城市轨道交通车辆保养工艺，定修工艺更为复杂，但与厂修、大修等工作难度存在一定差距，在定期检修中，大修与厂修时间将较长， 因此在常规检修工艺分析中，主要介绍定修工艺。根据表1、表2可知， 定修指标为运行里程为15万km或1.25a，当车辆运行10km或运行1a时，须注重车辆定修情况，并开始制定定修计划，运行年数与里程以先到数据为准，确保定修效果，单一车辆定修时间为7日，但为保证城市轨道交通正常运行，须按定修计划依次进行车辆定修，整体定修时间通常维持1个月。城市轨道交通车辆定修分为上、中、下3个部分，定修在保养基础上更加注重细节检查，例如城市轨道交通车辆牵引逆变器箱在保养阶段，通常为检查密封性，并清理灰尘，以此起到车辆零构件保养效果，但在定修阶段，须针对牵引逆变器箱内各个装置，检查熔断器、接触器等装置是否存在烧毁、短路问题，若于定修期间发现以上故障，须立即更换烧损器件，并逐一全列普查，判断该问题产生源头，从源头进行处理解决;此外在车辆制定电阻定修期间，须重点检查瓷瓶装置，查看是否在运行期间出现裂纹，若瓷瓶装置裂纹数量较多，应立即更换处理，以此确保城市轨道交通车辆制动性能。

2 检修现存问题

现阶段城市轨道交通车辆检修模式主要存在以下问题。

当前车辆检修周期、检修内容均在规范指导下展开设计，但车辆运行环境不同，且各线路车辆所承受到客运压力存在差异，因此造成车辆故障的原因不完全相同，导致统一化的维修规程并不完全适用不同线路车辆的检修需求，使车辆部分设备并未得到及时维护，出现“小毛病不断”等产品欠修情况，严重影响乘客交通体验，降低车辆可用性。

产品过修是现阶段检修模式最常见问题，为杜绝一切安全隐患，部分零构件出现小故障问题时将被更换，产生过修现象，产品过修对车辆性能的改善情况有限，但却造成极大物力、人力浪费，经济性降低。在城市轨道交通车辆检修工作长期发展中，主机厂、运营方已逐步意识到由检修时间间隔、检修内容造成的产品欠修、产品过修问题，已逐步结合检修经验及数据积累情况对检修时间间隔、检修内容进行调整，但城市轨道交通车辆零构件众多，且系统结构及运营场景复杂，须运用科学方式展开检修优化。

3 提高轨道交通车辆检修水平的对策

3.1 重视检修科研

在城市发展中，城市轨道交通建设是一项基础设施，有至关重要的作用，有效缓解交通压力，有利于城市的稳定运转。城市轨道交通车辆精密性较高，因此对于检修技术水平也有着较高的要求。为更高质量地完成检修作业，要进一步加大检修科研投入力度，创新引进新型技术和材料，及时有效排查车辆所存在的故障问题并加以解决，使得车辆检修工作具备更高的技术水平，为检修工作的开展提供重要的技术支撑。

3.2 引入先进的检修手段

新时期，以往传统的车辆检修技术手段逐渐无法满足检修工作需求， 因此要重视对先进检修技术手段的应用，达到更高的检修工作质量。城市轨道交通管理部门，要在现有技术的基础之上，创新引进新型技术，不断总结经验。同时要制定更加健全完善习的检修制度，严格按照检修制度落实检修工作，有效约束检修人员的行为，避免检修工作流于形式，促进城市轨道交通车辆检修质量的提升。

3.3 提高工作人员的工作素养

城市轨道交通车辆检修工作的开展，离不开检修人员的支撑，其自身专业技术水平和综合素质的高低，会给检修质量造成极大的影响。因此， 要加强对检修人员的培训工作，制定健全完善的培训制度，更新培训内容和培训方法，定时、定期地开展培训活动，通过专家讲座等方式，为检修人员讲解新的检修技术、知识，切实提高检修人员的技术水平及综合素质，让他们树立高度的责任心，高效地完成检修工作。也可以派遣检修人员外出学习，在不断的实践中积累经验，相互交流检修技巧，明确城市轨道交通车辆检修重点及要点，为接下来的检修工作开展奠定良好的基础。只有组建一支高素质、高水平、高能力的检修队伍，才能更加高效、优质地完成检修工作，确保城市轨道交通车辆的安全、可靠运营。

3.4 落实城市轨道交通车辆维护工作

在经过长时间的运行后，城市轨道交通车辆不可避免地会出现磨损、故障等问题，为了尽可能地减少故障的发生，规避重大安全事故，相关人员要认真落实城市轨道交通车辆的维护工作。通常情况下，车辆维护主要包括两个方面的内容。

4 检修工艺展望

首先，城市轨道交通车辆维修保养形式应趋向均衡发展，以检修时期、特点、类型、场合为依据进行检修工作，对检修任务统一管理，以此提高检修及保养效果;其次，应从计划性检修转换为状态化检修，将移动通信、物联网、传感器等技术应用到城市轨道交通车辆检修工作中，运用传感器了解车辆各关键零构件的实时数据，实现故障预警功能，采用各类传感器完成车辆各装置的线上检测，以实际情况为依据制定某段时间内的检修计划，不再以固定模式执行检修任务，降低检修工作资源消耗情况; 最后，引入大数据、云计算等技术，实现智能化检修，并建立车辆零构件生命周期数据库，运用传感器感知车辆运行状态，实现远程诊断，促进检修工作智能化发展。

结语

综上所述，城市轨道交通发展是现代化城市建设的关键部分，决定着城市交通运输质量，车辆检修及保养工作受到各方关注，工作人员需要从车辆运行质量入手，确保轨道交通运行安全，采用科学的方法，在现行制度体系基础上逐渐完善现有检修模式，寻找最适宜的城市轨道交通车辆检修模式，节省检修保养资源，提高检修工作科学性，确保列车运行效果。

参考文献

[1]代兵.城市轨道交通的车辆机械检修简析[J].产业与科技论坛，2020，19（4）： 56-57.

作者：刘帅