HXN3K型客运内燃机车交流传动系统方案设计
发布时间：2021-01-03 15:48
内燃机车的牵引传动系统是表现机车性能的最重要的部件之一,其性能的优劣将直接影响柴油机的经济性。本文以HXN3K型客运内燃机车交流传动系统研发设计为背景,对可回收再生制动能量的主辅一体牵引传动系统进行研究,主要有以下内容:针对内燃机车再生制动时能量无法回收的情况,本文提出了主辅一体交流传动系统方案,将机车再生制动所产生能量回馈给辅助供电系统,实现再生制动能量的回收利用。并通过直流斩波模块实现了对再生能量的再分配。在HXN3K型客运内燃机车交流传动系统方案设计过程中,既要满足机车对牵引性能要求,同时要保证电传动装置先进的技术经济性指标,因此主电路提出牵引电机架控制方案。牵引变流器通过采用强迫风冷结构设计,大幅降低了设备布置空间。同时由于采用交流异步电机,使系统能够更好的满足牵引性能要求,提高了可靠性、减轻了重量。为了能更好的控制异步电机,基于间接磁场定向矢量控制算法,将交流电机的定子电流变换为定子励磁电流分量和定子转矩电流分量,从而使控制系统得到简化,牵引性能得到了提升。根据牵引性能计算完成了机车主要技术参数的确定,并通过对系统参数的匹配,完成了牵引传动系统主要部件的参数设计,完成辅助传动...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外内燃机车电传动系统概况
1.2.1 国内客运内燃机车
1.2.2 国外内燃交流传动机车
1.2.3 牵引传动新技术研究情况
1.3 主要研究内容
2 内燃机车交流传动系统关键技术分析
2.1 交流传动基本原理及性能要求
2.1.1 交流传动系统主电路图
2.1.2 机车牵引性能要求
2.2 牵引电机变频调速的基本原理
2.2.1 坐标系与空间矢量的概念
2.2.2 异步电机的矢量控制
2.2.3 磁场定向控制（FOC）
2.3 机车工况控制原理
2.4 本章小结
3 交流传动系统方案设计
3.1 传动主拓扑及系统参数匹配
3.1.1 中间直流环节电压
3.1.2 牵引轴控架控方案
3.1.3 牵引电机与变流器之间的匹配
3.2 主要部件参数设计
3.2.1 二极管参数设计
3.2.2 支撑电容参数设计
3.2.3 IGBT模块的参数设计
3.3 交流传动系统主要组成
3.3.1 牵引主发电机
3.3.2 牵引电机
3.3.3 牵引变流器
3.3.4 制动电阻
3.4 本章小结
4 辅助传动系统方案设计
4.1 辅助传动系统组成
4.2 交流辅助系统用电设备
4.3 列车600VDC供电系统
4.4 主发励磁斩波器
4.5 本章小结
5 微机控制系统设计
5.1 微机控制系统组成
5.2 机车微机网络通讯
5.3 机车微机网络系统功能
5.4 机车黏着系统控制
5.5 本章小结
6 交流传动系统试验平台设计
6.1 网测直流可调电源
6.2 机车网络及变流控制仿真试验平台
6.2.1 仿真平台的基本组成
6.2.2 牵引电机（负载电机）
6.2.3 PC监控平台
6.3 变流器损耗分析
6.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]大功率永磁直驱客运机车的研制[J]. 原志强,聂敏. 机车电传动. 2019(01)
[2]新型速度160km/h交流传动客运内燃机车运用考核的牵引适应性研究[J]. 肖冰. 铁道机车与动车. 2018(08)
[3]SiC器件技术特点及其在轨道交通中的应用[J]. 刘可安,李诚瞻,李彦涌,李华. 大功率变流技术. 2016(05)
[4]交流传动内燃机车用牵引电动机研制[J]. 杨振中,阮鸿芳,丁禄振,王长江. 电机技术. 2015(01)
[5]交流传动内燃客运机车DC600V列车供电系统设计[J]. 魏宏,曲天威. 铁道机车车辆. 2014(02)
[6]牵引电机设计中恒功区的确定和影响[J]. 梁刚. 铁道机车与动车. 2013(12)
[7]逆变器IGBT损耗计算及冷却装置设计[J]. 白保东,陈德志,王鑫博. 电工技术学报. 2013(08)
[8]Vectron——用于欧洲铁路的新一代机车[J]. Christian Thoma,Walter Hammer,金程. 国外内燃机车. 2013(03)
[9]基于雷达测速的SDA1型交流传动内燃机车粘着利用控制[J]. 陈华国,肖功彬,彭辉水,李江红. 机车电传动. 2012(06)
[10]异步电动机的升压恒功控制技术应用综述[J]. 苟军善,黄新宇. 机车电传动. 2011(05)
博士论文
[1]电力机车牵引电机在全速度范围的控制策略研究[D]. 周明磊.北京交通大学 2013
硕士论文
[1]交流传动内燃机车牵引变流系统研究[D]. 曲强.大连交通大学 2015
[2]高速动车组牵引变流器主电路设计[D]. 裴建红.西南交通大学 2012
[3]大功率交流传动机车牵引变流器的研究与开发[D]. 饶沛南.西南交通大学 2011
[4]内燃机车交流传动系统研究[D]. 朱建伟.大连交通大学 2010
[5]大功率交流传动内燃机车电传动系统方案研究[D]. 金彪.西南交通大学 2002
本文编号：2955075
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外内燃机车电传动系统概况
1.2.1 国内客运内燃机车
1.2.2 国外内燃交流传动机车
1.2.3 牵引传动新技术研究情况
1.3 主要研究内容
2 内燃机车交流传动系统关键技术分析
2.1 交流传动基本原理及性能要求
2.1.1 交流传动系统主电路图
2.1.2 机车牵引性能要求
2.2 牵引电机变频调速的基本原理
2.2.1 坐标系与空间矢量的概念
2.2.2 异步电机的矢量控制
2.2.3 磁场定向控制（FOC）
2.3 机车工况控制原理
2.4 本章小结
3 交流传动系统方案设计
3.1 传动主拓扑及系统参数匹配
3.1.1 中间直流环节电压
3.1.2 牵引轴控架控方案
3.1.3 牵引电机与变流器之间的匹配
3.2 主要部件参数设计
3.2.1 二极管参数设计
3.2.2 支撑电容参数设计
3.2.3 IGBT模块的参数设计
3.3 交流传动系统主要组成
3.3.1 牵引主发电机
3.3.2 牵引电机
3.3.3 牵引变流器
3.3.4 制动电阻
3.4 本章小结
4 辅助传动系统方案设计
4.1 辅助传动系统组成
4.2 交流辅助系统用电设备
4.3 列车600VDC供电系统
4.4 主发励磁斩波器
4.5 本章小结
5 微机控制系统设计
5.1 微机控制系统组成
5.2 机车微机网络通讯
5.3 机车微机网络系统功能
5.4 机车黏着系统控制
5.5 本章小结
6 交流传动系统试验平台设计
6.1 网测直流可调电源
6.2 机车网络及变流控制仿真试验平台
6.2.1 仿真平台的基本组成
6.2.2 牵引电机（负载电机）
6.2.3 PC监控平台
6.3 变流器损耗分析
6.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]大功率永磁直驱客运机车的研制[J]. 原志强,聂敏. 机车电传动. 2019(01)
[2]新型速度160km/h交流传动客运内燃机车运用考核的牵引适应性研究[J]. 肖冰. 铁道机车与动车. 2018(08)
[3]SiC器件技术特点及其在轨道交通中的应用[J]. 刘可安,李诚瞻,李彦涌,李华. 大功率变流技术. 2016(05)
[4]交流传动内燃机车用牵引电动机研制[J]. 杨振中,阮鸿芳,丁禄振,王长江. 电机技术. 2015(01)
[5]交流传动内燃客运机车DC600V列车供电系统设计[J]. 魏宏,曲天威. 铁道机车车辆. 2014(02)
[6]牵引电机设计中恒功区的确定和影响[J]. 梁刚. 铁道机车与动车. 2013(12)
[7]逆变器IGBT损耗计算及冷却装置设计[J]. 白保东,陈德志,王鑫博. 电工技术学报. 2013(08)
[8]Vectron——用于欧洲铁路的新一代机车[J]. Christian Thoma,Walter Hammer,金程. 国外内燃机车. 2013(03)
[9]基于雷达测速的SDA1型交流传动内燃机车粘着利用控制[J]. 陈华国,肖功彬,彭辉水,李江红. 机车电传动. 2012(06)
[10]异步电动机的升压恒功控制技术应用综述[J]. 苟军善,黄新宇. 机车电传动. 2011(05)
博士论文
[1]电力机车牵引电机在全速度范围的控制策略研究[D]. 周明磊.北京交通大学 2013
硕士论文
[1]交流传动内燃机车牵引变流系统研究[D]. 曲强.大连交通大学 2015
[2]高速动车组牵引变流器主电路设计[D]. 裴建红.西南交通大学 2012
[3]大功率交流传动机车牵引变流器的研究与开发[D]. 饶沛南.西南交通大学 2011
[4]内燃机车交流传动系统研究[D]. 朱建伟.大连交通大学 2010
[5]大功率交流传动内燃机车电传动系统方案研究[D]. 金彪.西南交通大学 2002
本文编号：2955075
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