120km/h地铁车辆牵引系统国产化设计

摘要

牵引系统是地铁车辆的核心组成部分，列车牵引能力关系到列车的运营可靠性及运输能力。为提高地铁车辆运行的旅行速度以提高运输能力，要求地铁车辆具有较高的牵引加速度和制动减速度。
　　目前国内对100km/h以下速度等级的牵引系统已经有成熟的设计经验和系统应用经验，但120km/h速度等级的牵引系统在国内尚属空白，而目前由于城市扩张120km/h速度等级的地铁列车已经开始使用，故为了满足国内120km/h速度等级牵引系统的需求，对120km/h速度等级牵引系统的研究已势在必行。
　　论文主要对120km/h地铁车辆国产牵引系统技术和与整车进行匹配进行研究，主要完成国产牵引系统部件选型研究、国产牵引系统特性技术研究、整车空电联合制动控制技术研究等。
　　研究结果表明，采用国产化牵引系统，其牵引和电制动能力完全能满足120km/h地铁车辆的要求，列车制动力的管理和分配采用由列车控制系统实现，车辆控制单元负责整列车的制动控制，并负责整列车电制动力的分配，空气制动系统微机控制单元负责空气制动的制动力分配的复合制动方式，复合制动控制流程最为简洁，响应最及时，是更为先进的一种复合制动控制方式，完全能适用120km/h地铁车辆的需求，采用此方式有明显的优点，使全列车的闸瓦摩耗均匀。列车在停车阶段，实现了电制动力和空气制动二者的协调配合，能满足停车精度要求。
　　研究表明，采用较小弓头质量、较高的弓头悬挂刚度及弓头悬挂阻尼的气囊式受电弓，提高受电弓的固有频率能有效地避开网线的固有频率，为高速地铁受电弓在刚性接触网下不拉弧提供了解决方案，并提出了刚性接触网的建议跨度值。
　　通过采用理论研究与设计实践相结合的原则，理论研究主要是通过对牵引系统进行模拟、仿真计算，以便确定在理论上能满足120km/h车辆的设计要求;设计实践主要是借鉴广州三号线成熟的设计经验，对120km/h的国产化牵引系统试装一列车，并通过一系列的部件和整车型式试验，表明该牵引控制系统的设计能完全能满足车辆的实际需求。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 研究背景及意义

1．3 国内外研究现状

1．4 主要研究内容

第2章 120km／h地铁车辆牵引、电制动性能设计

2．1 牵引主电路设计

2．2 牵引性能设计

2．3 电制动性能设计

2．4 列车故障运行和救援能力

2．5 本章小结

第3章 列车制动力管理及分配

3．1 制动力管理

3．2 制动力分配

3．3 本章小结

第4章 列车定点停车控制设计

4．1 制动控制功能设计

4．2 电空转换设计

4．3 保持制动缓解控制

4．4 列车启动牵引力设计

4．5 本章小结

第5章 120km／h速度等级刚性接触网与受电弓匹配设计

5．1 弓网仿真计算分析

5．2 弓头悬挂刚度仿真

5．3 弓头质量与网线跨度匹配仿真

5．4 装车验证

5．5 结论

第6章 试验验证结果

6．1 牵引能力试验

6．2 制动能力试验

6．3 停车阶段混合制动测试

6．4 车辆系统对信号系统响应跟随性

6．5 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果