基于时频分析的电磁轨道发射电感梯度研究

为研究电磁轨道发射试验过程的导轨电感梯度,本文首先利用Matlab时频工具箱对发射试验的电流信号进行处理,得到了发射过程中电流的时频曲线;同时通过Ansoft建模仿真得到了不同频率下的导轨电感梯度值;进而得到实际发射过程中对应于不同时刻的导轨电感梯度值.结果表明在整个发射过程中,工作电流频率是在逐渐减小的,而导轨的电感梯度是在非线性增大;对比由此电感梯度与常值电感梯度(0.40μH/m)引起的推力表明:在发射的初期,二者大小非常接近,但在发射的后期(1.0ms以后)推力差异增大,常值时的推力值较前者偏小约4%.     

铁轨磨损检测系统

铁轨磨损检测技术可以分为接触式和非接触光学系统。其方案为:利用非接触检测原理,位移传感器加数据采集卡采集数据,送入计算机处理。本系统由系统硬件和机械载体组成。检测时,记录每个固定距离的电压值,检测一段距离的钢轨。现场数据以规定的格式保存下来,当检测完毕后输入计算机系统用地面软件进行分析、处理,得出位移电压曲线变化图。     

我国轨道交通建设历程

目前 世界上百余座城市共建设了轨道交通线7000多km。其中,东京接近2000km,年乘客100亿人次伦敦408km;巴黎共有15条线路,全长199km,已占公交份额的70％;纽约则有27条地铁,全长443km;莫斯科有9条地铁,全长243km,日搭乘量达800多万人。     

封装对轨道炮电感梯度的影响

轨道炮封装直接影响其电磁性能.为了研究不同封装材料及封装尺寸下轨道炮电感梯度的变化情况,本文推导了电枢的受力公式,阐明了电感梯度的物理意义,建立了计算电感梯度的二维有限元模型,对四种典型属性材料作封装时轨道炮的电感梯度进行了计算,给出了不同的封装材料及尺寸下轨道内部电流密度和空间磁力线分布图,通过对比分析结果得出了电感梯度随封装材料属性及其几何尺寸变化的规律,提出了轨道炮封装的设计原则.文章结论对于轨道炮的设计与制造有重要参考价值.     

城轨车用超级电容器SOC的估算方法

针对城轨车辆储能用超级电容器的特点,建立等效电路模型。通过遗忘因子最小二乘算法识别模型参数,采用自适应无迹卡尔曼滤波(AUKF)算法估计超级电容器的荷电状态(SOC)。相比传统的卡尔曼滤波(KF)算法,AUKF算法循环迭代运算超级电容器的参数和SOC,可提高估算的准确度。利用混合脉冲功率特性(HPPC)实验,验证算法的可行性与准确性。KF算法的误差较大,最大误差为6%,平均误差为3%;AUKF算法的结果精度较高,平均误差约为1.5%。     

The process of traction-current asymmetry generation in rail lines

The main sources of interference in automated devices and telemechanical devices at electrified railways are electric traction currents and harmonics thereof. On railways in Russia, such interference causes an average of 30 automatic locomotive signaling (ALS) failures every hour. The electrical and electromagnetic processes as a result of which such interference occurs are not understood. It remained unclear why the traction-current asymmetry in the rail line is a function of this current and is always greater than the asymmetry of resistances of these track rails. This paper presents some results of clarifying the causal factors involved. It is found that the primary cause of traction-current asymmetry in the rail lines is the emergence of asymmetry of resistances in the track rails. However, the asymmetry of the traction current is largely due to the emerging asymmetry of effective resistivities of mutual inductance of the track rails. It is also explained why the increase of traction current in the rails when heavy trains are in operation and in areas of traction substations does not lead to a proportional increase in the number of failures in the operation of rail electric circuits and automatic locomotive signaling.     

Electromagnetic compatibility of electric rolling stock for rail transportation

A circuit design is proposed and the possibilities for incorporation of an input double-notch low-frequency ripple filter are considered. Recommendations regarding the use of mathematical models for the calculation of transient processes in a DC electric-traction network are given. An analysis of the simulation of processes in a low-frequency filter shows that the emission of interference by the electric rolling stock should be estimated using the wavelet analysis since this approach best suits the studies of nonstationary signals.     

智能型高压试验专用围栏的研制及应用

针对高压试验过程中普通围栏存在的弊端,依据红外感应原理,通过对各种制作方案的比较,研制出智能型高压试验专用围栏。应用结果表明:围栏具有良好的防人身触电效果,可以有效地提高现场安全水平。     

光伏声屏障发电系统在轨道交通上应用的探索

介绍了在上海城市轨道交通沿线安装的8 kW并网型光伏声屏障发电系统.从选址、环境状况、形式、电气连接、发电量预测等方面介绍了光伏声屏障发生系统的总体设计.并介绍了施工经验,指出把太阳能光伏发电技术引导到交通建筑上,对于大城市交通建设具有普遍的意义.     

阀控式铅酸蓄电池在城市轨道交通中的应用

本文结合阀控式铅酸蓄电池在西安地铁二号线的实际应用情况,分析比较两类阀控式铅酸蓄电池的不同特点,总结阀控式铅酸蓄电池在城市轨道交通各子系统中的实际应用要求,同时,本文提供了两种运用较为广泛的UPS蓄电池容量计算方法及蓄电池的日常维护要点。     

电磁轨道发射装置中导轨几何参数对电感梯度的影响

利用Ansoft-Maxwell电磁场有限元分析软件,建立了两根平行长直铜导轨简单电磁轨道发射装置的模型.在导轨材料、求解器、求解精度等保持不变的条件下,选取轨道发射装置中可能采用的几种主要截面形状(包括矩形、T形、环形以及盈月形)的导轨进行仿真计算,通过单独改变某一参数,研究了导轨的宽度、高度、间距、内径、角度等各种几何参数与其电感梯度的之间的关系.分析结果表明,电感梯度随着两导轨之间的间距/(环形及盈月形)导轨的内径的增大而增大;导轨的宽度(矩形)/厚度(环形)、高度(矩形)/角度(环形)越小,电感梯度越大;导轨间距一定时,导轨截面面积越小,导轨的电感梯度越大;而当导轨间距一定时,对相同截面积的矩形截面导轨,宽高比(w/h)越大,电感梯度越大.采用非常规截面形状导轨,有可能获取更大的电感梯度值.     

轨交应急牵引电池组管理系统研究

牵引电池组在轨交列车出现供电等故障时承担牵引地铁作用,所以对牵引电池组的管理尤为重要。为解决电池组运行时的电荷状态,电池状态和故障预警的问题,设计出一种满足输出电压1 075.2 V电池组的管理系统。该系统采用改进的Ah计量法,充放电状态管理和预警管理等模块,并根据每一部分的特点和需求设计了合适的控制策略。对电池组管理系统(BMS)各项功能作了分析和设计,以952国产A车做了相关试验。试验结果表明,所设计的电池组管理系统具有较好的管理性能,达到荷电状态(SOC)估算优化,充放电状态和故障预警实时管理。     

弧形轨道结构下电流分布特性的仿真研究

解决轨道烧蚀问题是电磁轨道发射技术走向实际应用的关键点之一,轨道和电枢中电流的分布均匀性是造成烧蚀的主要原因之一。本文试图通过增大轨道和电枢的接触面积以达到改善接触电流分布的目的,于是提出弧形轨道结构。在不考虑速度趋肤效应的条件下,利用有限元分析软件掌握了电流密度分布规律。结果表明:一弧和多弧轨道结构可以有效地改变轨道和电枢接触面上的电流密度分布,实际发射过程中加以利用可以更好地控制电流密度的分布,有效减少电枢尾部的烧蚀。     

城市轨道交通中直线感应电机的非线性设计

本文提出用于城市轨道交通系统的直线感应电机(LIM)的非线性设计方法.该方法采用二维时步有限元法和外部驱动电路联立求解,考虑LIM的磁轭和背铁材料中的磁饱和现象和运动速度对端部效应的影响,直接计算出LIM在起动和正常工况运行时的电流、电压、磁密、推力、效率等参数.与传统的线性设计方法相比,非线性设计得到的电流与推力关系更为准确,为正确选择电机的冷却容量和驱动变频器的伏安容量提供了可靠的依据.计算实例验证了新方法的有效性.     

轨道交通用直流牵引电缆的特性和要求

本文对轨道交通用直流牵引电缆的使用环境、特性和相关技术要求作了介绍 ,并对国内外直流牵引电缆的结构、材料使用、性能要求、试验方法进行了分析 ,对研制的直流牵引电缆进行了试验和鉴定。最后 ,文章建议尽快制订直流牵引电缆行业标准 ,以适应我国城市轨道交通的高速发展需要。     

轨道交通用超级电容器研发概述

从超级电容器自身的特点,分析了达到能量高效循环利用的轨道交通用超级电容器的选择依据。针对当前轨道交通用超级电容器储能装置存在的不足,从储能材料出发,研发高能量密度、高功率密度及长寿命的超级电容器。     

轨道交通用钛酸锂电池不一致性研究

以搁置一年的钛酸锂电池单体及模块为研究对象,分别对不同荷电状态下搁置的单体和模块进行初始电压、剩余电量、充放电容量等参数的测试,得出单体电池电压及内阻分布;并采用容量增量分析法分析钛酸锂电池在浮充搁置状态下性能的变化,进而研究不一致性对长期处于浮充状态的辅助电源寿命及性能产生的影响。通过整箱电池的电压分布,结合OCV-SOC特性曲线,选出浮充的最佳电压点,为轨道交通中使用的钛酸锂电池充放电控制策略的制定提供可靠依据。     

基于巴克豪森效应的钢轨应力检测系统设计

无缝钢轨的温度应力检测对于保证铁路运输安全、避免事故具有重要的意义.在分析现有钢轨检测技术的基础上,根据磁巴克豪森效应的特性,对钢轨温度应力检测系统进行了研究,提出了一套完整的设计方案.该方案采用ARM9处理器以及嵌入式Linux操作系统、以Qt/E作为GUI提供人机界面,能够对钢轨内部的温度应力进行实时在线测量.根据对实际钢轨温度应力检测的结果可以得出该设计的检测系统具有精度高(测量误差在0.5 MPa)、响应速度快、可视化效果好以及支持在线测量等优点,具有较高的实用价值.