城轨车辆牵引系统集成技术研究

2009,36(5)电机控制及其在交通行业中的应用专题ξEM CA城轨车辆永磁同步电机牵引系统研究现状与发展前景3徐英雷1,　李群湛1,　许峻峰2(1.西南交通大学电气工程学院,四川成都　610031; 2.株洲电力机车研究所,湖南株洲　412001) 摘　要:为促进我国城轨车辆用永磁同步电机牵引系统的理论研究与应用,结合国内、外研究现状,对城轨车辆用永磁同步电机的应用和设计特点,以及系统的控制技术和效率优化方法等进行了综述。

通过分析,总结了城轨车辆用永磁同步电机的技术特点和发展趋势,并对其应用前景进行了展望。

关键词:永磁同步电机;城轨车辆;弱磁控制中图分类号:T M351　文献标识码:A 文章编号:167326540(2009)0520007204O verv i ew on Per manen t M agnet Synchronous M otorsTracti on System for Urban Ra il Rolli n g StockXU Ying 2lei 1,　L I Q un 2zhan 1,　XU Jun 2feng2(1.College of Electrical Engineering,Southwest J iaot ong University,Chengdu 610031,China;2.Zhuzhou Electrical Locomotive Research I nstitute,Zhuzhou 412001,China ) Abstract:To p r omote the research and app licati on of per manent magnet synchr onous mot or (P MS M )tracti onsyste m of China ’s urbar rail r olling st ock,the app licati on and design characteristics of P M S M ,the contr ol techniques and efficiency op ti m izati on ways of syste m are overvie wed by discussing the current research all over the world .And then,the technical features,devel opment and app licati on p r os pect of P MS M are su mmarized .Key words:per manen t magnet synchronous m otors ;urban ra il rolli n g stock;flux 2weaken i n g con trol3“十一五”国家科技支撑计划重点项目(2007BAA12B05);国家电网公司科技项目(SGKJ [2007]102)0　引　言城轨车辆牵引系统直接决定着车辆运行性能,关系到车辆的安全性、运行质量及对能源的消耗。

地铁车辆电气牵引及控制系统研究1. 引言1.1 研究背景地铁在城市交通中起着重要的作用，其安全性和效率受到广泛关注。

地铁车辆的电气牵引及控制系统是地铁运行的核心部分，对于地铁的运行稳定性和能效性有着重要影响。

随着交通工具的电气化和智能化程度的提高，地铁车辆的电气牵引及控制系统的研究与应用变得越来越关键。

在过去的几十年里，地铁车辆电气牵引及控制系统的研究始终是学术界和工程界的热点之一。

随着技术的不断更新和发展，各种新型电气牵引技术和控制系统不断涌现。

然而，随着城市轨道交通系统的规模不断扩大和运行条件的不断变化，地铁车辆的电气牵引及控制系统面临着越来越多的挑战和问题。

因此，对地铁车辆的电气牵引及控制系统进行深入研究，探索其优化设计和技术改进，有着重要意义和必要性。

1.2 研究意义地铁车辆电气牵引及控制系统是地铁运行中至关重要的技术装备，其性能和稳定性直接关系到地铁运行的安全和效率。

深入研究地铁车辆电气牵引及控制系统，不仅可以优化车辆的性能，提高运行效率，还可以提升地铁运输的安全性和可靠性。

对于城市轨道交通系统来说，地铁是最为重要的交通方式之一，对缓解城市交通拥堵问题具有重要作用。

研究地铁车辆电气牵引及控制系统的意义在于推动地铁技术的发展，提升城市轨道交通系统的运行水平，促进城市可持续发展。

通过深入研究地铁车辆电气牵引及控制系统，可以为节能减排、提高城市交通运输效率、改善城市交通环境等方面带来重要的贡献。

对地铁车辆电气牵引及控制系统进行深入研究具有重要的理论和实践意义。

1.3 研究目的研究目的是为了深入探究地铁车辆电气牵引及控制系统的关键技术，提高其性能和安全性，进一步优化地铁运行效率和服务质量。

具体目的包括：通过对电气牵引系统的介绍，了解其在地铁车辆中的作用和重要性，为后续的研究奠定基础；深入研究控制系统设计原理，探讨如何通过优化控制算法和系统架构提升地铁车辆的运行效率和稳定性；通过车辆系统集成的研究，探讨各个子系统之间的协调与互动，使整个车辆系统更加高效和智能化；电气传动技术研究旨在提高地铁车辆的能效和环保性能，促进地铁行业的可持续发展；通过安全性能分析，检验地铁车辆电气牵引及控制系统的安全性能，为地铁运营提供保障。

城轨车辆牵引系统集成技术研究发布时间：2022-06-24T08:18:26.653Z 来源：《中国电业与能源》2022年第4期作者：龙群壮[导读] 牵引系统在城轨车辆的运行体系中起到重要作用，研究牵引系统结构，则是优化城轨车辆牵引体系的关键步骤。

龙群壮南宁轨道交通集团有限责任公司，广西南宁 530000摘要：牵引系统在城轨车辆的运行体系中起到重要作用，研究牵引系统结构，则是优化城轨车辆牵引体系的关键步骤。

本文首先分析了高速断路器、牵引逆变器等牵引系统的关键部件，随后总结了多种牵引系统的集成技术。

关键词：城轨车辆；牵引系统；集成引言：牵引系统由多个部分组成，是保证城轨车辆运行状态的重要因素。

研究牵引系统的集成技术，明确牵引系统各个部分的功能，进一步优化牵引系统性能，因此有必要掌握牵引系统部件的作用以及集成技术的原理。

一、牵引系统关键部件1．高速断路器。

高速断路器在牵引系统中起到保护作用，布局在受电弓与线路滤波器之间，确保城轨车辆的牵引逆变器处于安全状态。

高速断路器动力来自于电磁力，工作过程中必须与地面变电站相互配合，实现短路保护效果。

要掌握牵引供电系统的参数，让牵引回路短路，吻合短路电路标准，发挥高速断路器的保护作用。

借助牵引系统的控制单元影响高速断路器的动作，参考输入滤波器的特征，合理设定高速断路器的跳闸时间。

2．输入滤波器。

滤波器安装在牵引逆变器之前，设置滤波器的作用在于保证牵引逆变器的输入电流稳定性；以及在牵引逆变器发生故障的情况下，短路电流的稳定性。

关于输入滤波器的电感量，应当吻合电容器的电容标准。

布局线路滤波器时，应当考虑到高速断路器的分断属性。

还要考虑到线路滤波器突然接地的情况，最大限度保证其他设备完好。

安装滤波电抗时需要关注到磁通密度因素，最大限度降低磁通密度的不利影响。

线路滤波器一般为空心结构，最大限度保证电感稳定，避免电流对电感的影响。

3．牵引逆变器。

这是牵引系统的核心部位，由接触器、牵引控制单元等多个部分组成。

城轨车辆牵引的实现及故障分析关键词：城市轨道交通、牵引、故障分析引言：城轨车辆的运行是通过受电弓将触网的1500V的直流电引到牵引系统，通过电流的转换（直流电转换为交流电）传输到牵引电机，从而带动转向架轮对的旋转使列车行进。

牵引系统是车辆的重要组成部分。

牵引系统为列车提供所需动力，用于控制列车电机工作。

牵引系统由受电弓、避雷器、隔离开关、高速断路器、高压箱、牵引逆变器、牵引电机、接地装置等组成。

一．实现牵引的原理要让列车实现牵引，可从车辆牵引系统电路的高压部分和低压控制部分（以郑州某项目的为例）来详细说明牵引系统的工作原理。

1、高压部分原理图如下：图1 高压分配原理图分析：触网1500V的直流电源通过B车上的受电弓受流，到高压箱内的闸刀开关（闸刀开关有：受电弓位、刀开关位、接地位，通过这个刀开关，打到不同的电源位实现不同的供电模式的转换。

外接库用电源插头通过一个车下供电插头连接到车间供电直流1500V的供电系统上，实现库内外接DC1500V），打到受电弓位将DC1500V引到高压箱中的母排上，再分别通过高速断路器供电到B、C车的牵引箱，将直流电压转换为变压变频（VVVF）的3相交流输出，给牵引电机供电，为列车提供所需的牵引力，从而实现列车的加速控制。

2、低压控制部分原理图如下：图2 牵引控制原理分析：司控器方向手柄向前，牵引手柄100％全牵，牵引指令控制回路中，要求所有停放制动缓解，27-K108吸合，司机台停放制动缓解灯亮，或停放制动旁路开关27-S103打到旁路位；无外接库用电源供电且库用电源端盖盖好锁扣到位，或无库用电源旁路开关31-S102旋钮打到合位；车辆所有左侧车门81-K110、右侧车门81-K109继电器吸合，左右侧车门全部关闭到位，或门关好旁路81-S110旋钮打到合位；经过牵引允许回路91-K04继电器吸合，或ATP91-K10打到切除位；整车紧急继电器22-K125吸合，紧急制动缓解，司机台所有制动缓解灯亮，（列车没有以上任何制动）；牵引指令经过列车线到每节车的牵引箱，给牵引电机牵引命令。

城轨牵引内置式永磁同步电机驱动系统效率优化控制方法研究一、内容概要本文主要研究城市轨道交通牵引内置式永磁同步电机（PMSM）驱动系统的效率优化控制方法。

随着城市轨道交通的快速发展，提高列车运行效率和降低运营成本成为了重要课题。

在保证列车安全运行的前提下，如何提高牵引系统的效率具有十分重要的意义。

提出了一种基于矢量控制的效率优化策略，通过调整电机的转矩和磁链来实现系统效率的最大化；结合城市轨道交通的实际运行工况，研究了多目标优化问题，包括牵引功率、再生制动能量回收以及电机效率等，提出了基于模糊逻辑的多目标优化算法；为了提高控制精度和响应速度，本文引入了自适应滑模变结构控制（AVS），有效抑制了系统的抖振现象；本文的研究成果为城市轨道交通牵引PMSM驱动系统的效率优化提供了理论支持和实践指导，对于推动城市轨道交通的技术进步具有重要意义。

1. 城轨交通的发展背景与重要性随着全球城市化进程的加速，城市轨道交通作为一种高效、环保、便捷的公共交通方式，在世界范围内得到了广泛的推广和应用。

城市轨道交通的出现，极大地缓解了城市交通拥堵问题，提高了交通运输效率，缩短了人们出行的时间，对改善城市环境也起到了积极的推动作用。

城市化进程更是日益加快，城市人口持续增长，城市交通需求不断攀升。

为了解决城市交通问题，中国政府大力支持城市轨道交通的发展。

中国在城轨交通领域取得了显著的成就，运营里程逐年攀升，技术水平不断提高，已经成为世界上最大的城轨市场。

随着城市轨道交通的快速发展，能耗和噪音等问题也逐渐显现出来，成为制约其进一步发展的瓶颈。

对城轨牵引内置式永磁同步电机驱动系统进行效率优化控制，成为了当前轨道交通领域亟待解决的问题。

随着人工智能、大数据等新兴技术的不断发展，相信城轨交通将实现更加高效、节能、环保的发展。

而牵引内置式永磁同步电机驱动系统作为城轨交通的核心部件之一，其效率优化控制方法的深入研究，无疑将为推动城轨交通的可持续发展提供有力支持。

城轨车辆再生能馈式牵引供电技术研究的开题报告一、研究背景城市轨道交通已经成为现代城市不可或缺的交通方式之一。

随着城市轨道交通的建设不断推进和扩大，对城轨车辆牵引供电系统的要求越来越高。

目前，城轨车辆牵引供电系统主要采用的是直流供电技术。

但直流供电技术存在一系列问题，如输电距离有限、电网建设成本高、变电站占地面积大等。

而再生能馈式牵引供电技术则是一种新型、高效、节能的技术，具有很大的发展前景。

二、研究目的本研究旨在探究城轨车辆再生能馈式牵引供电技术的工作原理以及优点，并通过实验验证其可行性和可靠性，为城轨车辆牵引供电技术的进一步发展提供新的思路和技术支撑。

三、研究内容1.再生能馈式牵引供电技术的工作原理和特点研究。

2.对不同工况下城轨车辆再生能馈式牵引系统的性能进行仿真分析。

3.建立城轨车辆再生能馈式牵引供电系统的实验平台，进行系统验证与实验研究，并比较其与传统直流供电技术的差异。

4.根据实验结果，对城轨车辆再生能馈式牵引供电技术的应用前景和发展方向进行展望和分析。

四、研究方法1.对再生能馈式牵引供电技术的工作原理和特点进行文献综述和理论分析。

2.采用Matlab等软件，对不同工况下城轨车辆再生能馈式牵引系统的性能进行仿真分析。

3.建立城轨车辆再生能馈式牵引供电系统的实验平台，包括逆变器、滤波器、电机等部分。

4.进行系统验证与实验研究，并进行数据分析比较。

五、预期结果1.详细介绍再生能馈式牵引供电技术的工作原理和特点。

2.对城轨车辆再生能馈式牵引系统的性能进行仿真分析，并得出重要结论。

3.建立城轨车辆再生能馈式牵引供电系统的实验平台，进行系统验证与实验研究，并比较其与传统直流供电技术的差异。

4.根据实验结果，分析城轨车辆再生能馈式牵引供电技术的应用前景和发展方向。

六、研究进度安排第1-2个月：文献综述和理论分析；第3-4个月：城轨车辆再生能馈式牵引系统的性能仿真分析；第5-7个月：建立城轨车辆再生能馈式牵引供电系统的实验平台，并进行实验验证；第8-10个月：数据分析和结论撰写；第11-12个月：论文修改和论文答辩。

城铁车牵引系统分析发布时间：2021-01-21T08:43:51.480Z 来源：《中国科技人才》2021年第2期作者：田杨才华[导读] 保证电力系统的正常运用，同时轨道列车的运行提供牵引力，推动列车运行。

中车长春轨道客车股份有限公司 130062摘要：城市铁路，轨道交通车辆的牵引系统是车辆的核心部件之一，同时牵引系统还是车辆动力的来源。

通过为列车提供牵引力以及制动力来完成对列车的牵引以及制动。

因此迁移系统主要有两个工况，一种是牵引工况，第二种是电动电制动工况，电制动工况能够完成对再生制动以及电阻制动两个功能的控制。

通过对城铁车牵引系统进行分析，了解牵引系统的主要功能。

关键词：城市轨道车辆；牵引系统；分析引言：城市铁路在运行过程中，最高时速为100公里/ h，电力供应电压是DC750，牵引系统是地铁驱动系统的主要组成部分。

地铁牵引系统是利用直流电压逆变为带有频率和振幅的三相电压，为地铁的牵引电动机不断地提供电力，保证电力系统的正常运用，同时轨道列车的运行提供牵引力，推动列车运行。

一、城铁车牵引系统特点地铁牵引系统的控制采用车辆控制的方式，所有地铁基本上都包括了两台牵引马达提供供电，同时交流牵引电机则以无速度传感器进行矢量控制，按速度计算方式可实现有效的控制。

随着再生吸收条件的变化，具有再生制动限制的电制动也不断调整电阻制动，使地铁能够更安全运行，提高了地铁乘客搭乘时的方便性以及舒适性。

牵引系统可充分利用铁轨的粘着性，自动调整牵引系统的牵引力和再生制动力，有效地控制空转和滑行等现象。

二、影响牵引力的因素影响轨道系统牵引力的因素有很多，首先，牵引装置传递给轮带的转矩与牵引电机的速度特性和转换特性所决定的牵引特性有关。

其次，轮轨相互作用主要与粘接系数和轮轨荷载有关。

选定牵引电机后，在轮轨之间粘合力成为产生牵引力产生的决定性条件，然而牵引力不能大于导轨的粘合力，否则出现车轮空转现象，倒追轨道列车无法正常前进，车轮踏面和轨道表面划伤可能导致不良后果。

新型牵引技术在城轨车辆自救应用中的研究作者：李慧娟车聪聪孙成慧来源：《沿海企业与科技》2013年第04期[摘要] 文章介绍蓄电池牵引技术在国内外应用的现状，根据列车运营的需要对蓄电池牵引技术参与列车自救进行研究，就蓄电池自救技术实现的可行性做详细的说明。

同时指出该项技术实施时会遇到的问题，并对这些问题进行探讨。

经论证蓄电池牵引自救技术具有一定的实施价值。

[关键词] 城轨车辆；蓄电池牵引；逆变器[作者简介] 李慧娟，南车青岛四方机车车辆股份有限公司工程师，山东青岛，266111；车聪聪，南车青岛四方机车车辆股份有限公司工程师，山东青岛，266111；孙成慧，南车青岛四方机车车辆股份有限公司工程师，山东青岛，266111[中图分类号] U23 [文献标识码] A [文章编号] 1007-7723（2013）04-0017-0004一、前景目前，国内外城轨车辆采用蓄电池牵引技术项目的应用环境多数为地铁车辆列车出库时或简单调车时，而且列车的运行距离以及运行速度比较低，但该项技术的引入极大地提高了列车蓄电池的利用率，减少了列车和出库前的准备时间以及维护成本，保证了操作人员的安全。

随着该项技术的成熟应用，用户已经不满足于低速短距离运行的工况，而是希望将该项技术引入到正线自救中来。

以目前国内外城轨车辆为例，一旦隧道或地面的高压电源因故断开，列车只能等待救援机车救援至最近的车站清客、回库。

而一旦此类事故发生，整条列车线至少一二十列列车同时救援可能会因为隧道设计的原因花费相当长的时间，在这段时间内，乘客的舒适度以及安全是无法保障的，极有可能引起不必要的恐慌，造成伤亡。

此外，蓄电池自救技术的应用还可以缩短或取消隧道内逃生通道，在当前土建费用占90%的费用的城轨项目建设中，节省的成本将是一笔不小的数目。

二、蓄电池牵引技术在当前城轨车辆的应用庞巴迪作为世界上第一个将蓄电池牵引技术应用在城轨车辆上的牵引供货商，已成功将该技术应用在多条地铁项目中：第一个采用该技术的项目是瑞典首都斯德哥尔摩市一条线路的地铁列车，之后庞巴迪牵引商先后将该项技术成功应用在国内的北京4号线、北京大兴线以及泰国曼谷的地铁项目中。