直线电机城轨交通试验线牵引供电系统研究

摘要

随着我国经济建设飞速的发展，城市化进程在逐步加快，交通需求急剧增长，城市交通供需矛盾日趋紧张。于是城市轨道交通系统越来越受到重视，并得到大力发展。而新型的安全，快捷，舒适，经济，节能环保的直线电机城市轨道交通系统将成为将是21世纪城市轨道交通的一个重要组成部分，是现代化城市轨道交通发展的必然趋势。广州地铁四号线的成功运营，让人们认识到了直线电机轮轨交通系统的优越性和广泛发展前景。直线电机轮轨交通系统技术国产化课题也受到重视。 本课题是浙江大学电气学院与上海南洋电机集团合作直线电机驱动轮轨交通系统实验线项目，研究直线电机轮轨交通系统的牵引供电系统，并为此试验线设计牵引供电系统，主要研究内容如下： （1）．研究直线电机轮轨交通系统的特点，分析通常的城市轨道交通系统的牵引供电系统单元组成以及直线电机轨道交通系统中牵引供电系统中的不同点。 （2）．论述了目前城市轨道交通供电系统外部电源供电模式和内部供电制式的组成，并对其中现行电压制式中DC750V和1500V以及受流方式中第三轨受流和架空接触网受流进行分析比较．提出不同城市轨道交通系统在选择供电制式时应主意的问题。 （3）．介绍南洋试验线的具体功能，为其设计了基于直流发电机组的牵引供电系统，并为直流发电机设计开关励磁电源和过流过压保护电路。然后对南洋实验线进行联合调试，结果表明此供电系统很好的满足了实验线的供电要求。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1世界及我国城市轨道交通发展概述

1.1.1城市轨道交通的定义及意义

1.1.2城市轨道交通的模式

1.1.3城市轨道交通的发展

1.2直线电机驱动的城市轨道交通系统概述

1.2.1直线电机的原理

1.2.2直线电机城市轨道交通系统的特点

1.3直线电机轮轨交通系统的国内外应用和发展

1.3.1国外的应用发展

1.3.2国内的应用发展

1.4课题背景和研究意义

1.5本文主要工作及其特色

第二章 城市轨道交通的供电系统

2.1城市轨道系统的组成概述

2.2城市轨道交通电力牵引制式发展

2.3城市轨道交通供电系统构成

2.3.1城市轨道交通供电系统概述

2.3.2城市轨道交通牵引供电系统

2.3.3城市轨道交通的动力照明供电系统

2.4传统城市轨道交通直流牵引供电系统功能单元概述

2.4.1直流牵引变电所

2.4.2降压变电所

2.4.3接触网

2.4.4城轨供电SCADA系统

2.4.5地下迷流及其防护

2.5牵引供电计算的条件及需用参数

2.6直线电机车辆城市轨道交通牵引供电系统特点

2.7本章小结

第三章 城市轨道交通供电系统外部供电模式和内部供电制式的研究

3.1城市轨道交通系统外部供电模式的选择

3.1.1城市轨道交通系统外部供电模式的分类

3.1.2城市轨道交通系统外部供电模式的比较

3.1.3总结

3.2城市轨道交通直流供电系统的电压制式的比较

3.2.1牵引网压降和牵引变电所数量

3.2.2能量损耗及回收

3.3.3迷流的影响

3.2.4结构、体积及维护

3.2.5总结

3.3城市轨道交通直流供电的受流方式选择比较

3.3.1土建及设备安装

3.3.2可靠性

3.3.3安全性

3.3.4使用寿命

3.4.5维修管理

3.4.6城市景观及环境适应性

3.3.7总结

3.4城市轨道交通供电系统电压制式和受流方式的结合

3.4.1 DC750V第三轨和DC1500V接触网供电方式比较

3.4.2 DC1500V第三轨供电制式的发展

3.5关于供电制式的若干建议

3.6本章小结

第四章 南洋电机直线电机车辆城市轨道交通实验线供电系统设计

4.1南洋直线电机城市轨道交通实验线概述

4.2南洋直线电机轨道交通实验线供电系统概述

4.3直线电机轨道交通实验线的牵引计算

4.4直线电机轨道交通实验线的供电系统设计及设备选型

4.5车上供电系统设计

第五章 直线电机轨道交通供电系统用直流发电机的励磁电源及保护电路设计

5.1励磁电源主回路的选择

5.2励磁控制回路设计

5.2.1 PWM产生电路及控制的设计

5.2.2电压反馈回路的设计

5.2.3驱动电路的设计

5.2.4 IGBT模块保护电路的设计

5.3励磁主回路设计及参数选择

5.3.1整流及滤波电路

5.3.2 IGBT模块及缓冲电路

5.3.3续流二极管

5.4保护电路的设计

5.4.1直流发电机过压过流保护

5.4.2直流接触器线圈控制电路实现

5.5本章小结

第六章 直线电机轨道交通供电系统运行结果及调试分析

6.1供电系统的调试

6.1.1开关励磁电源的调试

6.1.2发电机组的联合调试

6.1.3发电机组保护电路的调试

6.2直线电机轨道交通实验线的联合调试

6.3调试过程中遇到的问题

6.4实验线联合调试结果分析

6.5本章小结

第七章 总结与展望

参考文献

致谢