開題報(bào)告--某型高速動(dòng)車組主電路及制動(dòng)控制設(shè)計(jì)

1、<p>　　一、選題目的的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義</p><p>　　隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國的交通運(yùn)輸能力越來越舉步維艱長期以來在鐵路運(yùn)輸方面，我國一直使用機(jī)車牽引車輛運(yùn)行的模式，這種運(yùn)輸模式只適應(yīng)于速度在200km/h以下運(yùn)行。在經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展下，我國的人口流動(dòng)量大增，特別是春運(yùn)期間；人們對(duì)提高列車的速度已經(jīng)亟不可待，而在速度達(dá)到200km/h~300km/h使用機(jī)車牽引顯得非常吃力。提高列車運(yùn)行

2、速度是增加鐵路運(yùn)能、提高鐵路在客運(yùn)市場占有率的最有效途徑，因此許多國家的高速列車都紛紛采用動(dòng)車組模式運(yùn)營，特別是日本、德國、法國。為了適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，2004年1月，國務(wù)院常務(wù)會(huì)議討論通過了《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》鐵路網(wǎng)要擴(kuò)大規(guī)模，完善結(jié)構(gòu)，提高質(zhì)量，快速擴(kuò)充運(yùn)輸能力，迅速提高裝備水平。至2020年，我國鐵路營業(yè)里程達(dá)到12萬公里以上，其中高速鐵路大1.6萬公里以上，最終形成世界規(guī)模最大的高速鐵路網(wǎng)。2004年，鐵道部按照“引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)

3、，聯(lián)合設(shè)計(jì)生產(chǎn)，打造中國品牌”的總體發(fā)展目標(biāo)，通過以市場換技術(shù)，走技貿(mào)結(jié)合，自助創(chuàng)新的路子，采用國內(nèi)公開招標(biāo)方式，先后引進(jìn)200km/h及以上的多種鐵路客運(yùn)動(dòng)車組和大功率電力機(jī)車制造技術(shù)。</p><p>　　為了進(jìn)一步縮小與世界動(dòng)車技術(shù)水平的差距，于是自主創(chuàng)新，掌握核心技術(shù)是非常重要的，雖然我國進(jìn)入高速動(dòng)車組的時(shí)代起步比較晚，但是從2004年至今，我國動(dòng)車技術(shù)得到了飛躍的發(fā)展。于是選擇本課題研究是非常有意義的，

4、希望中國的動(dòng)車技術(shù)能達(dá)到世界先進(jìn)水平，提高我國鐵路運(yùn)輸能力，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。</p><p>　　二、本課題在國內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　我國從20世紀(jì)50年代開始引進(jìn)動(dòng)車組，在漫長的時(shí)期我國消化吸收自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)東風(fēng)號(hào)等系列動(dòng)車組，但是技術(shù)實(shí)力薄弱，自主設(shè)計(jì)遇到很多問題無法解決。直到2004年國家重新引進(jìn)技術(shù)，目前我國動(dòng)車組技術(shù)高速發(fā)展，從引進(jìn)過程到國內(nèi)聯(lián)合生產(chǎn)過程，生產(chǎn)

5、了CRH1型，CRH2型，CRH3型，CRH5型，CRH2-300型,CRH380A型及CRH380B型等系列動(dòng)車組。</p><p>　　CRH1型是由中國南車集團(tuán)四方機(jī)車車輛股份有限公司與加拿大龐巴迪共同生產(chǎn)。CRH2 由中國南車集團(tuán)四方機(jī)車車輛股份有限公司聯(lián)合日本川崎重工，引進(jìn)川崎重工業(yè)的新干線E2-1000型動(dòng)車組技術(shù)，采用四動(dòng)四拖模式，并在此基礎(chǔ)上通過技術(shù)消化自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)了CRH380A動(dòng)車，時(shí)速達(dá)到4

6、86.1km/h，再次刷新鐵路營運(yùn)試驗(yàn)最高速度，使我國動(dòng)車技術(shù)又提升一個(gè)臺(tái)階。CRH3由中國北車集團(tuán)唐山軌道客車有限責(zé)任公司聯(lián)合德國西門子，引進(jìn)西門子ICE3 （Velaro）技術(shù)，而且消化了技術(shù)設(shè)計(jì)出有中國特色的CRH380B動(dòng)車。CRH5則由中國北車集團(tuán)長春軌道客車股份有限公司聯(lián)合法國阿爾斯通，引進(jìn)法國阿爾斯通的Pendolino寬體擺式列車技術(shù)，取消了裝設(shè)的擺式功能。</p><p>　　截至2011年底，

7、我國動(dòng)車設(shè)計(jì)速度達(dá)到380km/h，持續(xù)運(yùn)營350km/h，最高試驗(yàn)速度486.1km/h。近年來我國在高速列車領(lǐng)域技術(shù)在引進(jìn)和自主創(chuàng)新兩個(gè)方面都取得了巨大成就，但是與國外先進(jìn)技術(shù)相比還存在很大的差距。</p><p>　　法國高速鐵路發(fā)展迅速，在1981年就已經(jīng)開通運(yùn)營作為歐洲最早的鐵路客運(yùn)專線，到2010年底高速鐵路里程已經(jīng)達(dá)到1896km。法國是世界高鐵的技術(shù)強(qiáng)國，一直引領(lǐng)世界鐵路的發(fā)展，而且在2007年采

8、用的AGVV-150型號(hào)高速列車創(chuàng)造了世界上鐵路運(yùn)營最高試驗(yàn)速度574.8km/h，意味著其先進(jìn)技術(shù)得到認(rèn)可。</p><p>　　日本式最早在高速鐵路方面發(fā)展起來的國家，技術(shù)發(fā)展越來越快。其中FASTECH360S型號(hào)列車運(yùn)行速度達(dá)360km/h，在技術(shù)和可靠性方面有了進(jìn)一步的提高。</p><p>　　德國的高速列車起步比較晚，落后于法國和日本，但是目前德國動(dòng)車技術(shù)實(shí)力已經(jīng)遠(yuǎn)超其他國家

9、，處于世界領(lǐng)先地位。目前為止德國高速鐵路已經(jīng)達(dá)到1560km。而且ICE系列是德國最快最舒適的高速動(dòng)車，時(shí)速到320km/h。</p><p>　　日本、德國、法國的動(dòng)車不僅速度高而且安全性好，運(yùn)輸量大等特點(diǎn)，需要我們學(xué)習(xí)和消化的，填補(bǔ)我們技術(shù)上的空白。</p><p>　　隨著半導(dǎo)體的不斷發(fā)展，國外的動(dòng)車的主變流器均采用IGBT模塊，使得牽引系統(tǒng)做到體積更小，重量更輕，電路集成化更高。而

10、且IGBT模塊的性能不斷提高，IGBT模塊的電壓等級(jí)不斷提高，從1200V/300A的IGBT模塊發(fā)展到6500V/600A模塊，而且從簡單的AC-DC模式發(fā)展到AC-DC-AC模式為牽引電機(jī)提供三相交流電，大大提高了牽引電機(jī)的功率。在未來，動(dòng)車的電路設(shè)計(jì)更趨于大規(guī)模集成化，功率更大，性能更好。</p><p><b>　　三、研究重點(diǎn)</b></p><p>　　本

11、課題主要針對(duì)某型高速動(dòng)車組主電路及制動(dòng)控制設(shè)計(jì)，本課題以某型高速動(dòng)車組網(wǎng)側(cè)電路、主電路、主變流器控制電路、制動(dòng)控制電路原理為主體，分析動(dòng)車組電路性能。分別闡述主電路四象限脈沖整流AC-DC部分原理，并對(duì)網(wǎng)側(cè)電感電容參數(shù)按照控制性能進(jìn)行設(shè)計(jì)；制動(dòng)控制電路對(duì)牽引制動(dòng)和再生制動(dòng)的各種控制和調(diào)制策略；重點(diǎn)詳細(xì)分析DC-AC牽引逆變器的工作原理及控制算法，對(duì)三相異步鼠籠電機(jī)的等值電路進(jìn)行公式分析，并根據(jù)動(dòng)車組實(shí)際牽引-制動(dòng)曲線來對(duì)逆變器進(jìn)行控制，

12、分析動(dòng)車加速，降速這兩階段的牽引特性。在MATLAB平臺(tái)搭建逆變器仿真模型，對(duì)逆變器采用幾種不同的控制策略進(jìn)行仿真分析，滿足牽引制動(dòng)和再生制動(dòng)的設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　四、主要參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 黃濟(jì)榮.電力牽引交流傳動(dòng)與控制[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ，1998. </p><p>　　[2] 李

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