电力机车控制

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出版者:中国铁道出版社
作者:华平
出品人:
页数:174
译者:
出版时间:2003-4
价格:24.5
装帧:平装
isbn号码:9787113050665
丛书系列:
图书标签:
  • 电力机车
  • 机车控制
  • 电力牵引
  • 电气工程
  • 轨道交通
  • 控制系统
  • 自动化
  • 电力电子
  • 信号与通信
  • 动车组
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具体描述

本书系统地阐述了电力机车工作原理、速度调节及电气制动原理,选择国产客运主型机车SS_8型电力机车和货运主型机车SS_4改型电力机车作为典型机型,具体分析了SS_4改型、SS_8型电力机车电气线路中的主线路、辅助线路、控制线路,以及SS_4改型和SS_8型电力机车高低压试验与常见电气故障判断和处理方法。为了扩大学生的知识面,适应各校服务现场的教学需要,书中*部分简要介绍了功率因数补偿、车载微机控制的

交通运输系统中的智能动力学与先进驱动技术 本书深入探讨了现代交通运输系统中,尤其是高速轨道交通领域,关于动力学优化、先进驱动技术应用以及系统集成与控制的前沿理论与实践。内容聚焦于如何通过精细化的控制策略和创新的能源利用方式,提升运输效率、降低能耗,并增强系统的安全性和可靠性。 --- 第一章:高速轨道交通的动力学建模与分析 本章致力于建立描述复杂高速轨道车辆运行状态的精确数学模型。我们从车辆-轨道耦合动力学的基本原理出发,详细解析了轮轨接触的非线性特性、转向架的动态响应以及整车系统的振动模式。 1.1 轮轨接触理论的深化研究: 探讨了赫兹接触理论在高速工况下的局限性,引入了更复杂的粘着力模型(如卡申-弗雷德里克森模型),用以精确预测轮轨间的纵向和横向作用力,这对牵引与制动过程的精确控制至关重要。重点分析了在不同线路条件(如线路不平顺度、轨面磨损)下,轮轨接触状态对车辆稳定性的影响。 1.2 车辆系统多体动力学建模: 采用先进的多体动力学软件(如SIMPACK或ADAMS/Rail)建立高精度车辆模型,细致区分了车体、转向架、轴箱等关键部件的自由度。对悬挂系统(一系、二系)的非线性特性进行了参数化分析,研究了如何通过优化悬挂刚度和阻尼特性来抑制车体振动,提升乘坐舒适度(基于ISO 2631标准)。 1.3 线路动力学相互作用分析: 深入分析了车辆通过曲线、爬坡与下坡时,对轨道结构产生的动态载荷。建立了车辆-轨道耦合系统模型,量化了轨道变形对车辆动力学响应的反作用,为轨道结构的承载能力评估和长期病害预防提供了理论基础。特别关注了准高速与更高速度等级下,轨道几何偏差对轮对横向加速度的影响及其控制方法。 --- 第二章:永磁同步电机驱动系统设计与控制 本章集中阐述了适应现代轨道交通需求的高效能、高功率密度驱动技术,特别是永磁同步电机(PMSM)在牵引传动链中的应用。 2.1 PMSM的结构优化与性能评估: 对比了表贴式和内置式PMSM的优缺点,重点探讨了为适应轨道交通高过载、宽调速范围要求的电机结构设计,如采用大转子惯量设计以平滑转矩脉动。分析了高频谐波对电机温升和寿命的影响,并引入了有限元分析(FEA)工具辅助优化绕组设计和磁路结构。 2.2 高性能磁场定向控制(FOC): 详细阐述了基于电流环和转速环的级联控制结构。针对PMSM在零速启动、弱磁调速等特殊工况下的性能衰减问题,提出了一种自适应的参数辨识策略,实时补偿电机参数漂移。引入了基于观测器的无速度传感器控制方法,提高了系统的鲁棒性和成本效益。 2.3 宽禁带功率器件在变流器中的应用: 探讨了碳化硅(SiC)MOSFET和绝缘栅双极型晶体管(IGBT)在牵引变流器中的应用。分析了SiC器件在高开关频率下带来的谐波抑制优势和降低开关损耗的潜力。设计了优化的脉冲宽度调制(PWM)策略,如空间矢量调制(SVM)的高阶谐波抑制技术,以减小对电机和电网的干扰。 --- 第三章:能源管理与再生制动策略 随着轨道交通系统对能效要求的提高,如何有效地管理牵引和制动能量成为核心课题。本章聚焦于再生制动的深度应用与电网交互管理。 3.1 再生制动的多目标优化: 分析了纯再生制动在不同线路坡度、列车运行图下的有效性限制。提出了基于列车运行信息(如前方信号、坡度变化)的预见性再生制动调度算法,力求在满足行车安全距离的前提下,最大化能量回收率。 3.2 储能系统在牵引供电中的集成: 探讨了超级电容和锂离子电池组成的混合储能系统在城市轨道交通和城际铁路中的应用价值。研究了储能系统的充放电管理策略,确保其工作在最优荷电状态(SOC)区间,延长电池寿命,并有效削减电网峰值负荷。 3.3 电网侧动态交互与谐波治理: 深入分析了牵引供电系统在大量列车进行再生制动时,可能出现的电网电压波动问题。介绍了线路上阻尼器(Dynamic Braking Resistor)与电网交互的切换逻辑,并对牵引变电所输入侧的谐波进行建模与主动滤波设计,以满足电能质量标准。 --- 第四章:网络化控制与列车运行组织 本章将视角扩展到整个运输系统的层面,探讨了如何利用先进的通信与计算技术,实现列车运行的智能化组织和协同控制。 4.1 列车运行控制(TOC)系统的集成: 分析了基于通信的列车控制(CTCS)系统中,如何将实时动力学数据和能耗信息反馈至列车运行调度模块。设计了能耗敏感的自动列车控制(ATC)算法,使列车能够根据实时牵引力限制和能源状态动态调整运行曲线。 4.2 列车间协同与编组优化: 研究了多列车在同一区段运行时,通过车间通信实现协同加速与减速的策略,以减小“列车波”现象,提高线路的运输密度。探讨了在不同载重、不同坡度组合下,列车编组的动力学适配性,确保传动系统不过载。 4.3 基于大数据的故障预测与健康管理(PHM): 利用列车运行过程中采集的数百个传感器数据点,建立基于机器学习的系统健康评估模型。重点关注轴承、齿轮箱的关键性能指标变化趋势,实现对潜在机械故障的提前预警,将维护模式从定期维护转变为状态检修,大幅提升运营可靠性。 --- 第五章:先进制动技术与安全性保障 本章关注列车制动系统的可靠性、冗余设计以及在极端条件下的性能表现。 5.1 电液复合制动系统的协调控制: 详细分析了再生制动、空气制动与电磁抱轨制动(如在超高速条件下)之间的切换逻辑与力矩叠加方式。设计了高精度的力矩分配控制器,确保在全速域内,总制动力矩平滑过渡,并满足粘着极限要求。 5.2 轮轨粘着状态的实时估计与干预: 提出利用高频振动传感器和电机电流/电压信息,结合卡尔曼滤波算法,实时估计轮轨间的有效粘着系数。当粘着力不足时,系统能够迅速调整牵引/制动力矩,并触发防滑(防空转/抱死)保护机制,确保制动距离符合安全规范。 5.3 系统冗余与故障诊断: 探讨了驱动系统、制动控制单元(ECU)的设计中的硬件冗余策略。建立系统的故障树分析模型,并设计了基于模型参照的在线故障诊断算法,能够在关键部件失效时,自动切换至降级运行模式,保障基本的运输安全。

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读后感

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用户评价

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我是一名对机械和电子技术都略感兴趣的普通读者,平时喜欢看一些科普类的书籍。当我在书店看到这本书时,它的名字“电力机车控制”立刻吸引了我。我常常乘坐火车出行,每次看到那强大而平稳运行的电力机车,都对它背后的技术感到好奇。我想知道,究竟是什么样的“控制”让这钢铁巨兽能够如此精准地加速、减速,保持平稳的运行?这本书是否会从基础的电力学原理讲起,解释电流、电压、功率等概念在电力机车中的应用?我希望它能告诉我,电力机车是如何将电能转化为动能的,以及在这个过程中,有哪些关键的控制环节。例如,牵引电机是如何被控制以输出不同的速度和扭矩的?制动系统又是如何工作的,是仅仅依靠摩擦力,还是有更复杂的液压或电力制动技术?此外,我对于车辆的安全性非常重视,所以希望书中能够探讨一些关于故障诊断和安全冗余的控制技术,确保列车在各种情况下都能安全可靠地运行。这本书如果能用一种非专业人士也能理解的方式,解释这些复杂的控制原理,那我将非常感激。

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这本书的装帧设计很简洁大气,封面上的电力机车剪影充满了力量感,让我对即将展开的阅读之旅充满期待。我一直对交通工具背后的工程技术有着浓厚的兴趣,特别是像电力机车这样大规模、高科技的设备。我希望这本书能够详细地介绍电力机车控制系统的方方面面,不仅仅是理论上的讲解,更希望能够看到一些实际的应用案例和技术细节。例如,我一直很好奇,电力机车是如何实现精准的速度控制的?在不同的运行工况下,例如起步、加速、恒速运行、爬坡、下坡等,控制系统是如何自动调整牵引力和制动力的?书中是否会涉及一些先进的控制算法,例如PID控制、模糊逻辑控制或者模型预测控制等,以及它们在电力机车中的具体应用?此外,我也对电力机车的能源效率和节能技术很感兴趣,希望书中能够探讨一些关于能量回馈制动、优化牵引策略等方面的技术,从而实现更经济高效的运行。如果书中还能涉及到一些电力机车的主动安全技术,例如防溜、防滑、以及紧急制动等方面的控制策略,那将是我非常期待的内容。

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拿到这本书的时候,我正处于对现代交通工具的革新感到惊叹的时期。我总觉得,我们日常乘坐的火车,尤其是那些飞驰的电力机车,背后一定隐藏着非常精密的控制技术。而这本书的名字,直接点出了我一直以来想探究的核心——“控制”。我希望这本书能够像一位博学的导师,为我一一解答关于电力机车控制的疑问。例如,我一直对电力机车的牵引系统很感兴趣,它们是如何从电网获取能量,再将其转化为驱动轮子转动的动力的?书中是否会详细介绍不同类型的牵引变流器,如IGBT和SiC技术,以及它们在提高能源效率和减小体积方面所扮演的角色?再者,在复杂的运行环境中,如何保证列车运行的安全?书中是否会涉及安全制动逻辑、防滑打滑控制、以及过载保护等方面的技术细节?我尤其关注书中对于信息技术的应用,比如,现代电力机车是如何利用传感器、微处理器和通信系统,来实现对牵引、制动、辅助系统等进行实时监控和精确控制的?如果书中能包含一些实际的电路图或者控制流程图,那对我理解这些抽象的概念将大有裨益,我会觉得这本书的价值得到了极大的提升,能够让我这个对此领域略知一二的读者,也能从中获得深刻的启发。

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这本书的封面设计非常吸引人,一辆现代化的电力机车在画面中央,背景是抽象的电路图,给人一种科技感和力量感。我是一个对工程技术,尤其是电气工程和自动化控制领域比较感兴趣的读者,平时也会关注一些相关的科技新闻和发展动态。我选择这本书,主要是因为我对电力机车的工作原理和控制技术一直非常好奇。我希望这本书能够深入浅出地讲解电力机车是如何实现高效牵引和精准制动的。例如,它是否会详细介绍电力机车的主电路拓扑和控制系统结构?我特别想了解,现代电力机车是如何利用先进的电力电子器件,如IGBT等,来实现对牵引电机进行变频调速的?书中是否会讨论各种控制算法,比如如何通过PID控制或者更先进的控制策略,来确保列车在各种运行条件下都能获得平稳的起步、加速和减速?此外,我也希望书中能够探讨电力机车在安全方面的控制技术,比如防滑打滑保护、过载保护以及紧急制动等,这些都是保证铁路运输安全的关键。

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这本书的出版日期显示它是一本比较新的书籍,这让我觉得内容应该比较贴合当下的技术发展。我一直觉得,电力机车不仅仅是简单的机械装置,更是一个集成了众多先进技术的“智慧”体。而“控制”二字,更是点明了这本书的核心。我希望通过阅读这本书,能够深入了解电力机车是如何实现其强大的动力输出和精确的运行控制的。书中是否会详细介绍电力机车的牵引系统,包括主电路和控制电路的设计?例如,变流器技术在其中扮演着怎样的角色,它是如何实现对牵引电机进行宽范围、高效率的调速的?我特别想了解那些先进的控制策略,比如如何实现平稳的起动和加速,如何精确地控制速度以满足行车指令的要求,以及如何有效地进行制动,从而保证行车安全。此外,我也对列车运行安全控制系统(如ATP、ATO)很感兴趣,希望书中能够解释这些系统是如何与电力机车控制系统协同工作的,以确保列车在复杂的线路和信号条件下安全运行。这本书能否为我揭示电力机车“聪明”运行的秘密,是我购买它的主要原因。

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这本书的封面设计简约而有力,淡蓝色的背景衬托着一辆疾驰的电力机车剪影,仿佛瞬间就将人带入了那个充满动感和科技感的铁路世界。我是一名铁路爱好者,对于电力机车一直有着浓厚的兴趣,总想着能够更深入地了解它们的工作原理和控制技术。当我看到这本书时,就像发现了一个宝藏。虽然我还没有来得及深入阅读,但从目录和前言来看,这本书似乎涵盖了电力机车控制系统的方方面面,从基础的电气原理到复杂的逻辑控制,再到实际运行中的安全保障措施,内容非常丰富。我特别期待能够看到书中关于现代电力机车牵引变流器控制策略的详细阐述,以及它们如何实现高效率和低能耗的运行。同时,我也对书中关于列车运行控制系统的介绍感到好奇,这部分内容对于提升铁路运输的安全性和准时性至关重要。希望这本书能够用通俗易懂的语言,结合生动的案例,让我这个非专业读者也能领略到电力机车控制的奥妙。我已经迫不及待地想翻开它,让它带我进入一个全新的知识领域,感受科技的力量如何驱动着现代交通的脉搏。这本书的厚度也预示着其内容的深度,我确信它能够满足我对电力机车知识的渴望,甚至激发我更多的思考和探索。

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这本书的尺寸适中,拿在手里很有分量,沉甸甸的感觉预示着内容的丰富和扎实。我是一个对机械原理和工程技术充满好奇的普通读者,每次看到新闻里报道的高铁、动车,或者那些在铁轨上默默工作的电力机车,都对它们背后的科技力量感到由衷的钦佩。我一直想了解,究竟是什么样的“控制”让这些庞然大物能够如此精准、高效地运行。这本书的名字《电力机车控制》正好点出了我最想探究的核心。我希望这本书能够从一个比较基础的层面开始,逐步深入地讲解电力机车是如何实现其牵引和制动功能的。例如,它是否会解释电力机车是如何从外部获取电能,并将之转化为驱动列车前进的动力的?在这个过程中,涉及到哪些关键的电气元件和控制单元?我尤其想知道,当列车需要加速、减速或者保持恒定速度时,控制系统是如何工作的,它是如何精确地调节牵引电机的功率输出,以及如何协同制动系统来完成减速任务的?如果书中能够通过一些图示或者流程图来辅助说明,那对我理解这些技术原理将非常有帮助。

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我是一个对铁路运输充满热情的爱好者,一直关注着中国铁路的发展,尤其是电力机车技术的进步。当我在书店的专业技术书籍区域看到这本书时,它便牢牢吸引了我的目光。《电力机车控制》这个书名,直指我一直以来最想了解的核心问题。我希望这本书能像一位经验丰富的工程师,带我深入了解电力机车的“大脑”和“神经系统”。我希望能够看到书中关于现代电力机车牵引变流器控制技术的详细介绍,比如PWM控制策略,如何实现对牵引电机的精确调速和恒定转矩输出?同时,我也对电力机车的制动控制系统很感兴趣,是否会介绍再生制动和电阻制动的原理,以及如何实现高效的能量回收?此外,我特别关注书中关于列车运行控制系统(如CTCS)与电力机车控制系统的集成应用,这对于提高列车运行的自动化水平和安全性至关重要。如果书中能够结合实际的运行数据或者案例,来分析不同工况下的控制策略,那么这本书的价值将会大大提升,能够让我这个爱好者在理论和实践之间建立起更紧密的联系。

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这本书的印刷质量相当不错,纸张手感温润,字迹清晰,阅读起来很舒服。我购买这本书的初衷,是想了解一下在日益繁忙的铁路运输体系中,电力机车是如何做到如此精准和高效的控制的。一直以来,我都对那些庞大而复杂的机械设备充满了好奇,尤其是它们背后所蕴含的智慧和技术。我一直觉得,电力机车不仅仅是简单的交通工具,更是工程技术集大成者,它们背后凝聚了无数科学家的心血和智慧。这本书的书名《电力机车控制》虽然听起来有些专业,但我相信它的内容定能为我揭示其中的奥秘。我希望能够从中了解到,当列车在轨道上高速运行,面对各种复杂的线路和天气条件时,控制系统是如何做出反应的。比如,当遇到坡道时,牵引力是如何调整的?当需要减速或停车时,制动系统又是如何协同工作的?书中是否有关于先进的列车运行控制系统(如CTCS)的介绍,以及它们是如何通过通信和传感技术,实现列车间的安全间隔和运行调度的?我对此非常感兴趣。如果书中还能提供一些实际运行中的案例分析,那将更加生动和有说服力,能够帮助我更好地理解抽象的技术原理。

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这本书的排版布局清晰,段落分明,让人在阅读时不会感到杂乱。我一直对电力机车这种强大的交通工具背后所蕴含的科技力量感到着迷。而“控制”这个词,更是让我觉得它触及了电力机车的核心——让这个庞大的机器能够精准、安全、高效地运行。我希望这本书能够解答我心中关于电力机车控制的种种疑问。例如,我想了解,电力机车是如何实现对速度的精确控制的?是从一开始就设定好速度,然后由系统自动调整,还是驾驶员需要不断地进行微调?书中是否会介绍一些先进的牵引控制系统,它们是如何根据线路条件、列车负载等因素,来自动优化牵引力和制动力的?我还对电力机车的能量效率很关注,希望书中能介绍一些节能方面的控制技术,比如如何通过再生制动来回收能量,以及如何优化运行曲线来减少能源消耗。如果这本书能够用清晰的语言,配以直观的图表,来解释这些复杂的控制原理,那我将非常受益,甚至会激发起我进一步学习的兴趣。

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