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重载机车102型钩缓装置动态模拟方法与动力学性能研究

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振动与冲击 2024年第2期43卷 12-21,59页

作者：张志超吕凯凯储高峰齐红瑞汪方文中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所北京100081 中车大同电力机车有限公司技术中心山西大同037038

该研究结合试验数据提出了重载机车102型车钩缓冲装置受压动态响应的模拟方法,并研究了该机车及钩缓装置在双机重联牵引万吨列车编组下的动力学性能。基于102型钩缓装置结构特性与受压稳钩机理,采用加权离散方法将缓冲器简化为具有相同... 详细信息

该研究结合试验数据提出了重载机车102型车钩缓冲装置受压动态响应的模拟方法,并研究了该机车及钩缓装置在双机重联牵引万吨列车编组下的动力学性能。基于102型钩缓装置结构特性与受压稳钩机理,采用加权离散方法将缓冲器简化为具有相同迟滞特性的多个阻抗力元,并引入剪切刚度来考虑其相互之间的剪切效应,提出了能够准确模拟钩肩止挡和缓冲器偏压特性的102型钩缓装置动力学建模方法;进而借助子结构方法搭建了“主控机车+重联机车+货车车辆+虚拟货列”的双机重联牵引万吨列车动力学模型,其中四节机车、货车车辆之间采用钩缓装置子结构连接;通过试验数据对比修正了钩缓装置模型中离散阻抗力元间的剪切刚度,并验证了所建列车动力学模型的正确性;计算分析了线路条件、结构参数、机车电制力等对系统动力学响应和运行安全性的影响规律。结果表明:重载机车在小半径曲线上施加大电制力容易引起异常增大的轮轴横向力,危及行车安全;随着车钩最大自由转角的增大,车钩偏转角和机车运行安全性指标均呈逐渐增大趋势;机车二系悬挂横向刚度增大有助于提高机车自身的受压稳定性和减小车钩偏转角,但过大横向刚度又会增大轮轨横向动态作用。

关键词：重载机车 102型钩缓装置重载适应性受压稳定性机车电制力

地铁列车关键气密部件对车内压力舒适性的影响

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交通运输工程学报 2024年第3期24卷 227-237页

作者：李杨刘友梅中车株洲电力机车有限公司湖南株洲412001

为全面分析地铁列车运营时车外压力对车内乘客耳压舒适性的影响,采用实车线路试验方法,实测了地铁列车匀速通过隧道时,关键气密部件(空调压力波保护阀、车门气动辅助锁与贯通道排污孔筛)在不同密封条件下的车内、外压力,分析了车外压力... 详细信息

为全面分析地铁列车运营时车外压力对车内乘客耳压舒适性的影响,采用实车线路试验方法,实测了地铁列车匀速通过隧道时,关键气密部件(空调压力波保护阀、车门气动辅助锁与贯通道排污孔筛)在不同密封条件下的车内、外压力,分析了车外压力波动特性、沿列车长度方向的压力分布规律以及车内关键气密部件对车内压力变化幅值的影响。研究结果表明:头车和中间车的车外压力受车头进入隧道产生的压缩波影响较大,列车车身表面压力峰值从头车向尾车逐渐降低;在空调开启时,相较于启用压力波保护阀,未启用时车内3 s内压力变化幅值增加了48%~61%,1 s内增加了75%~90%,说明空调压力波保护阀对车内压力舒适性影响显著;在空调关闭时,与启用车门气动辅助锁相比,未启用时3 s内车内压力变化幅值增加了39%~46%,1 s内增加了69%~78%,表明车门气动辅助锁对车内压力舒适性的影响仅次于空调压力波保护阀;在空调关闭的情况下,与启用贯通道排污孔筛相比,未启用时3 s内车内压力变化幅值增加了3%~11%,1 s内增加了1%~13%,说明贯通道排污孔筛对车内压力的影响较小。

关键词：车辆工程地铁列车实车试验压力波气密性舒适性

采用潮流控制器的贯通型牵引供电系统负序治理模型及控制策略

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中国铁道科学 2024年第1期45卷 155-161页

作者：郭旭刚中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所北京100081

针对树形双边贯通牵引供电系统负序导致的电力系统侧公共连接点处三相电压不平衡问题,提出在树形双边贯通牵引供电系统中加装由降压变压器、潮流控制器(PFC)和控制器组成的补偿装置进行功率转移的负序补偿方案;在建立采用PFC的贯通型牵... 详细信息

针对树形双边贯通牵引供电系统负序导致的电力系统侧公共连接点处三相电压不平衡问题,提出在树形双边贯通牵引供电系统中加装由降压变压器、潮流控制器(PFC)和控制器组成的补偿装置进行功率转移的负序补偿方案;在建立采用PFC的贯通型牵引供电系统拓扑结构和数学模型的基础上,设计合理的约束参数和控制策略,通过控制补偿装置改变电力系统侧功率分布,从而实现负序补偿;采用MATLAB/Simulink仿真试验平台,分析补偿装置所需容量随负序补偿程度的变化规律,并计算最小化负序补偿容量,对补偿方案进行验证。结果表明:基于功率转移的负序补偿方案能够灵活调节公共连接点处负序功率和无功功率含量;可将公共连接点处三相电压不平衡度的最大值降低至4%,95%统计值降低至2%,满足了国家标准,从而验证了基于功率转移负序补偿方案的有效性。

关键词：牵引供电系统贯通供电负序补偿无功补偿潮流控制器

基于光纤U形腔的马赫-曾德尔干涉仪的磁场传感器

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中国光学（中英文） 2024年第3期17卷 674-682页

作者：范鹏程蒋学寨田德强张光强中车株洲电力机车研究所有限公司株洲421000

本文研制了一种光纤磁场传感器,使用涂有磁流体(MF)的全光纤马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的U形腔体进行实验验证。光纤磁场传感器是在两段单模光纤(SMF)之间拼接一段单模光纤形成U型光学腔制造而成的,该设计具有光纤几何关系。由于几何对称性... 详细信息

本文研制了一种光纤磁场传感器,使用涂有磁流体(MF)的全光纤马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的U形腔体进行实验验证。光纤磁场传感器是在两段单模光纤(SMF)之间拼接一段单模光纤形成U型光学腔制造而成的,该设计具有光纤几何关系。由于几何对称性MZI对周围折射率(RI)具有很强的敏感性,灵敏度高达−13588 nm/RIU,且磁流体的折射率对磁场敏感,因此所提结构实现了磁场传感功能。实验结果表明,该传感器磁场灵敏度高达137 pm/Oe,磁场范围从0~250 Oe几乎呈线性。本文所设计的光纤磁场传感器具有体积小、成本低、易于制造、坚固耐用、灵敏度高、重复性好、易于与光纤系统集成等相关优势。

关键词：磁场传感器磁流体 U型腔体光纤传感器

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出口澳大利亚3150 kW交流传动内燃机车

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机车电传动 2024年第1期 39-45页

作者：朱兵郭力韩笑李廉枫中车资阳机车有限公司产品研发中心四川资阳641301

为满足澳大利亚铁路客户需求,中国中车开发了出口澳大利亚的3150 kW交流传动内燃机车,文章简述了该型机车的总体布置特点、主要性能参数及配置、牵引性能曲线;重点从黏着牵引性能、轻量化高强度车体、电磁兼容性能、噪声控制以及柴油机... 详细信息

为满足澳大利亚铁路客户需求,中国中车开发了出口澳大利亚的3150 kW交流传动内燃机车,文章简述了该型机车的总体布置特点、主要性能参数及配置、牵引性能曲线;重点从黏着牵引性能、轻量化高强度车体、电磁兼容性能、噪声控制以及柴油机辅助系统等方面介绍了该机车的主要特点;同时重点介绍了机车车体静强度试验、扭转试验、司机室噪声试验、电磁兼容试验等试验验证情况,说明了机车相关性能与国际先进标准的符合性。全文说明了出口澳大利亚3150 kW交流传动内燃机车的先进性,以及其对内燃机车设计所产生的积极影响。

关键词：国际先进标准 3150 kW 交流传动内燃机车

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内电双源机车主电路拓扑结构及牵引性能研究

铁道机车车辆 2024年第2期44卷 34-41页

作者：赵宇黄金董志忠吕庆增贾冰动车组和机车牵引与控制国家重点实验室北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所北京100081 中车大连机车车辆有限公司机车开发部辽宁大连116022 中车株洲电力机车有限公司湖南株洲412001 北京纵横机电科技有限公司北京100094

内电双源机车可有效解决电气化与非电气化线路的跨线衔接问题、优化铁路网结构、提升运输效率和节约运营成本。文中分别从牵引系统和辅助系统两个方面对不同主电路拓扑方案进行对比,基于主电路拓扑结构提出了内燃模式下的牵引特性,对牵... 详细信息

内电双源机车可有效解决电气化与非电气化线路的跨线衔接问题、优化铁路网结构、提升运输效率和节约运营成本。文中分别从牵引系统和辅助系统两个方面对不同主电路拓扑方案进行对比,基于主电路拓扑结构提出了内燃模式下的牵引特性,对牵引能力进行仿真计算分析,并以实际线路为例进行仿真验证,为我国内电双源机车的研制提供理论参考。

关键词：内电双源主电路拓扑牵引性能

一种适用于动车组高频辅变的电容自均压直流变换器

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铁道学报 2024年第8期46卷 48-55页

作者：张捷频马颖涛刘伟志中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所北京100081 动车组和机车牵引与控制国家重点实验室北京100081 北京纵横机电科技有限公司北京100094

高频辅助变流器具有高功率密度、高变换效率的优势,是节省车底空间、优化乘车环境、降低能量消耗的重要手段。提出一种适用于动车组高频辅变的电容自均压直流变换器,其拓扑能够实现输入侧直流电压的降压和均分,降低开关管电压应力并减... 详细信息

高频辅助变流器具有高功率密度、高变换效率的优势,是节省车底空间、优化乘车环境、降低能量消耗的重要手段。提出一种适用于动车组高频辅变的电容自均压直流变换器,其拓扑能够实现输入侧直流电压的降压和均分,降低开关管电压应力并减少后级隔离DC/DC变换器的数量;同时,电容自均压拓扑中的开关器件均能实现零电流开关,降低了变流器的开关损耗;此外,电容自均压变换器具有输入电压自平衡特性,无需采用额外的电压平衡控制策略以维持输入侧串联电容的电压均衡。相比于现有的高频辅助变流器方案,本文提出的拓扑能够有效减少开关器件和变压器数量,降低器件损耗和控制复杂性,为车载辅助变流器体积、质量和效率的进一步优化提供了空间。分析该拓扑的工作原理、控制方法以及自均压特性,并提出相应的电路参数优化设计方法。最后,搭建功率等级6 kW的实验样机,通过开展均压特性、动态切换性能以及软开关特性实验,验证了所提出拓扑的可行性。

关键词：高频辅助变流器电容自均压变换器零电流开关控制策略参数设计