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电力机车论文摘要范文电力机车论文摘要写 摘要：电力机车牵引电机的控制是电力机车的核心技术之一,其控制性能的优劣对于电力机车的安全稳定运行具有至关重要的作用.本文以国产大功率交流传动电力机车的研究开发为背景,对电力机车牵引传动系统中牵引电机控制的关键问题进行了研究,主要有以下内容： 在非方波调制区,系统性的针对转子时间常数误差和负载大小与磁场定向角度误差之间的关系,以及定向角度误差对电机矢量控制性能的影响进行了详细的理论推导和综合分析.在此基础上通过对不同方法的对比分析采用了一种基于q轴转子磁链的磁场定向角度误差实时校正策略,仿真和实验结果证明该策略能够对各种原因引起的磁场定向角度误差进行良好的校正. 针对方波下逆变器输出电压不能调节导致传统矢量控制不能应用的情况,本文中提出了一种基于电流开环控制的改进型矢量控制策略,并采用基于改进的电压控制器的弱磁策略,保证了电机在方波弱磁区全速度范围的最大转矩控制. 分析了方波工况在基于电流开环控制的改进型矢量控制下磁场定向不准对电机电流指令值和实际值之间偏差的影响,提出了一种方波下基于q轴电流误差的磁场定向误差校正策略,保证了方波下的转矩控制精度. 对两种低载波比下的调制策略中间60.调制策略和SHEPWM进行了对比研究.重点对两种调制方式下在不同脉冲数下的电压谐波,电机负载下的电流谐波和引起的转矩脉动的变化规律进行了详细的理论分析,比较了两种调制方式的优缺点.对SHEPWM下不同开关角分布对谐波的影响进行了分析.对不同调试方式之间的切换策略进行了分析,提出了一种三相同时切换的切换策略. 提出了一种基于机车速度的全速度范围分段矢量控制策略,对其应用于国产大功率电力机车牵引传动系统后的现场试验情况进行了说明.并针对电力机车的几个特殊问题进行了研究,提出了一种过分相区的直流电压恒定控制策略,保证在过分相区辅助系统的不间断供电；采用了一种基于速度误差的开环转矩控制策略,保证了电力机车的准恒速控制.电力机车现场试验结果良好,已经通过铁道科学研究院的所有型式试验,目前正在上线试运行. 电气化铁道已经成为我国电网的主要谐波源,随着铁路建设的发展,这一问题日趋严重,并越来越受到人们的广泛重视.为了对电铁电能质量治理提供基础数据,必须开展对电力机车和动车组谐波特性的研究. 本文总结了我国现有的主要车型,分别针对交直型电力机车、交直交型电力机车和动车组研究了其网侧电流的谐波特性.交直型电力机车根据整流主电路的不同可分为五种类型,本文详细分析了代表车型的主电路及其控制原理,推导了机车工况与主电路工作状态的对应关系.对于交直交型电力机车和动车组的四象限变流器,本文研究了两电平、三电平及二重化两电平三种拓扑的四象限变流器主电路及普遍使用的预测电流控制策略,并运用双边傅立叶变换方法对四象限变流器网侧电流的谐波含量进行了理论分析. 本文采用Matlab/Simulink软件,建立了我国现有主要车型的仿真模型,并编制了电力机车和动车组谐波电流仿真分析软件.可根据牵引计算给出的机车工况参数,仿真分析网侧电流中的各次谐波幅值、含量及相位. 本文对SS4G和CRH2两种车型的网侧电流进行了实际测量.与仿真结果的对比表明研究中所建立的仿真模型的准确度较高. 介绍株洲电力机车有限公司-西门子联合体制造的HXD1型大功率交流电力机车的主要技术参数,并从电气系统、机械系统和空气系统等三个方面介绍如何实现与保证机车的性能. 文章结合我国现有的重载直流机车及交流传动机车的运行情况,从电力机车总体、电气、车体、转向架以及制动系统等方面介绍了我国重载电力机车的技术现状、主要特点及技术发展,结合重载机车的特点论述了重载电力机车的设计,并针对其他新设计的重载机车应该重点考虑的技术要求以及应该具有的技术特点给出建议. 摘要：二十一世纪我国铁路事业在“客运高速、货运重载”的主题下实现了跨越式发展.随着列车运营速度的提高、单列机车牵引吨位的增加,对机车、车辆装备的检修和维护提出了更高的要求.电力机车主变压器作为电力机车能量的,是电力机车的心脏,其安全可靠运行对于保障铁路运输的安全、高效具有重要作用.但与电力机车主变压器的重要作用形成鲜明对比的是,对电力机车主变压器故障诊断技术的研究明显不足.因此,开展电力机车主变压器的故障诊断技术研究对于提高机车检修保障水平,完善电力机车故障诊断技术理论,增强电力机车/电动车组运行的安全性和可靠性具有重要意义. 本文以电力机车主变压器为主要研究对象,在概述了电力机车主变压器结构和应用特点的基础上,从机械振动学、电磁学、电化学、电气学出发,研究分析了电力机车主变压器油箱壁振动信号、变压油中溶解气体的特点.并深入探索了符合我国目前电力机车主变压器检修工作实际需求和发展机车“状态维修”需要的电力机车主变压器故障诊断技术. 针对机车主变压器绕组、铁芯变形故障,本文提出了基于油箱振动信号的电力机车主变压器故障诊断技术,该技术不但灵敏度高,而且为发展机车主变压器在线状态监测提供了基础.本文首先从变压器的振动产生机理出发,对机车主变压器振动信号的进行了详细的分析,探讨了机车主变压器油箱振动信号测量位置的选择.同时,本文一方面利用质量-弹簧模型建立了机车主变压器绕组振动的等效数学模型,推导了机车主变压器稳态运行时绕组振动的加速度方程；另一方面深入探讨了引起机车主变压器铁芯振动的主要原因及影响其振动信号特征的因素. 针对机车主变压器绕组变形的故障检测,本文从麦克斯韦方程组和变压器等效电路出发,推导了变压器电磁场耦合方程组,并利用ANASYS软件对HXD1C型电力机车用主变压器进行了实体有限元建模,研究了在不同预紧力下绕组振动信号的变化特点,提出了利用绕组轴向100Hz振动信号对变压器绕组预紧力进行监测的方法.针对变压器铁芯振动信号的特点,本文提出了一种基于混合粒子群优化算法的小波神经网络训练算法,并将该算法训练的小波神经网络应用于电力机车牵引变压器铁芯松动的故障诊断.MATLAB仿真测试表明应用该算法训练的小波神经网络对基于振动信号的电力机车牵引变压器铁芯松动诊断具有更快的收敛速度以及更高的诊断精度. 针对DGA技术在电力机车主变压器故障诊断中遇到的问题,本文在系统分析了DGA技术的原理和已有DGA诊断算法的基础上,将多种DGA诊断方法有机的整合起来,结合机车主变压器的特点,提出了一套完整的电力机车主变压器DGA诊断流程.同时,本文提出了一种自组织RBF神经网络训练算法,并将其应用于电力机车主变压器DGA故障诊断.该算法利用平均粒距描述粒子的集中程度,结合Gaussian随机数,按一定概率加大PSO算法中的惯性因子,从而增强了传统PSO的全局搜索能力；同时将FCM算法和Gaussian-PSO算法融合应用到RBF神经网络隐层节点的选择和网络连接权值的优化,改善了以往RBF神经网络的不足,并利用鸢尾属植物数据集及葡萄酒数据集对算法进行了验证.MATLAB仿真测试表明该算法确实具有更高的诊断精度,但训练时间较长. 最后,针对目前机车主变压器检修试验装备较为落后的现状,本文在详细研究了机车主变压器型式试验的基本要求和目前机车主变压器检修工作存在的主要问题的基础上,详细给出了机车主变压器综合测试及故障诊断系统的软、硬件设计方案.该系统可以满足目前国内主流电力机车用主变压器的所有型式试验要求并能利用变压器油中溶解气体数据、变压器表壁振动信号和型式试验数据对被试变压器进行综合诊断. 利用 MATLAB软件平台上的仿真软件 Simulink建立了 SS1型和 SS4型电力机车数字仿真模型 ,提出了通过机车牵引控制特性函数与整流回路的关系确定导通角的方法 ,并利用 DSP工具箱的 FFT函数对电流进行 FFT,得到电力机车在不同网压、级位和速度*入牵引网的基波和各次谐波电流的幅值和相角 ,在此基础上建立了 SS1型和 SS4型电力机车的谐波电流数据库.为计算牵引变电所全天 2 4 h谐波电流的随机模拟计算打下了基础. 电力机车通过关节式电分相时,多次发生过电压现象,导致牵引变电所跳闸,对接触网和牵引变电所的安全运行构成严重影响.电力机车通过关节式电分相时的等值电路模型是一个由电阻、电感和电容组成的高阶电路.当电力机车通过关节式电分相不同区段时,等值电路在结构上会发生变化,从而产生过电压.本文利用MATLAB/Sim Power Systems对电力机车通过关节式电分相的过程进行仿真,结合兰州铁路局组织的过电压试验统计结果,分析中性段产生过电压的原因,并提出抑制过电压的措施.仿真结果表明,阻容保护器能够有效地抑制电力机车通过关节式电分相时在中性段上产生的过电压. 电气化铁路牵引供电接触网是一种特殊的单相供电网,它每隔30km左右就要设置一个电分相,电分相两端电压相位不同.关节式电分相是一种适应机车高速运行的电分相,但是电力机车在通过关节式电分相时,多次发生过电压,造成车顶保护间隙放电,引起牵引变电所跳闸,严重地影响到电气化铁路的安全运营,因此迫切需要对电力机车通过关节式电分相暂态过程的过电压进行研究. 本文首先介绍了电力机车通过关节式电分相过电压的研究现状.然后对电力机车过关节式电分相时的过渡过程进行了理论分析和计算,得出了电力机车过关节式电分相过程中关节式电分相中性线的电压数学表达式.根据牵引变电、牵引供电接触网和关节式电分相中性线的实际参数对电力机车过关节式电分相过程中中性线上的电压进行了工程计算,并对计算结果进行了分析. 其次本文对PSCAD/EMTDC的功能进行了简单介绍,利用PSCAD/EMTDC对电力机车过关节式电分相过程建立了仿真模型并进行了仿真,得到了暂态仿真波形,再对波形进行了分析,验证了理论分析和计算的正确性.然后将工程计算和模型仿真的结果与试验测试得到的数据对比,验证了两者的正确性. 最后,本文提出了两项减小电力机车过关节式电分相过电压的措施,分别是RC保护装置和MOA防护,然后利用PSCAD/EMTDC对这两种防护方式进行了建模和仿真,仿真结果表明这两种保护方法都能够有效的降低电力机车过关节式电分相过电压. 以六轴电力机车的电传动系统为例,通过对电网侧变流器、直流环节、逆变器和异步电机的建模,构建电力机车交流传动系统的数学模型.借助于MATLAB/Simulink仿真系统,采用,实际控制器+虚拟被控对象,的硬件在线半实物仿真HIL形式,实现了电