高速动车组主电路及制动控制设计-开题报告

PAGE7一、选题目的的理论价值和现实意义随着我国经济的快速发展，我国的交通运输能力越来越举步维艰长期以来在铁路运输方面，我国一直使用机车牵引车辆运行的模式，这种运输模式只适应于速度在200km/h以下运行。在经济的高速发展下，我国的人口流动量大增，特别是春运期间；人们对提高列车的速度已经亟不可待，而在速度达到200km/h~300km /h使用机车牵引显得非常吃力。提高列车运行速度是增加铁路运能、提高铁路在客运市场占有率的最有效途径，因此许多国家的高速列车都纷纷采用动车组模式运营，特别是日本、德国、法国。为了适应国民经济的发展，2021年1月，国务院常务会议讨论通过了《中长期铁路网规划》铁路网要扩大规模，完善结构，提高质量，快速扩充运输能力，迅速提高装备水平。至2021年，我国铁路营业里程达到12万公里以上，其中高速铁路大1.6万公里以上，最终形成世界规模最大的高速铁路网。2021年，铁道部按照“引进先进技术，联合设计生产，打造中国品牌”的总体发展目标，通过以市场换技术，走技贸结合，自助创新的路子，采用国内公开招标方式，先后引进200km/h及以上的多种铁路客运动车组和大功率电力机车制造技术。为了进一步缩小与世界动车技术水平的差距，于是自主创新，掌握核心技术是非常重要的，虽然我国进入高速动车组的时代起步比较晚，但是从2021年至今，我国动车技术得到了飞跃的发展。于是选择本课题研究是非常有意义的，希望中国的动车技术能达到世界先进水平，提高我国铁路运输能力，促进经济发展。二、本课题在国内外的研究状况及发展趋势我国从20世纪50年代开始引进动车组，在漫长的时期我国消化吸收自主创新设计东风号等系列动车组，但是技术实力薄弱，自主设计遇到很多问题无法解决。直到2021年国家重新引进技术，目前我国动车组技术高速发展，从引进过程到国内联合生产过程，生产了CRH1型，CRH2型，CRH3型，CRH5型，CRH2-300型,CRH380A型及CRH380B型等系列动车组。CRH1型是由中国南车集团四方机车车辆股份与加拿大庞巴迪共同生产。CRH2由中国南车集团四方机车车辆股份联合日本川崎重工，引进川崎重工业的新干线E2-1000型动车组技术，采用四动四拖模式，并在此基础上通过技术消化自主创新设计了CRH380A动车，时速达到486.1km/h，再次刷新铁路营运试验最高速度，使我国动车技术又提升一个台阶。CRH3由中国北车集团唐山轨道客车有限责任公司联合德国西门子，引进西门子ICE3（Velaro）技术，而且消化了技术设计出有中国特色的CRH380B动车。CRH5则由中国北车集团长春轨道客车股份联合法国阿尔斯通，引进法国阿尔斯通的Pendolino宽体摆式列车技术，取消了装设的摆式功能。截至2021年底，我国动车设计速度达到380km/h，持续运营350km/h，最高试验速度486.1km/h。近年来我国在高速列车领域技术在引进和自主创新两个方面都取得了巨大成就，但是与国外先进技术相比还存在很大的差距。法国高速铁路发展迅速，在1981年就已经开通运营作为欧洲最早的铁路客运专线，到2021年底高速铁路里程已经达到1896km。法国是世界高铁的技术强国，一直引领世界铁路的发展，而且在2021年采用的AGVV-150型号高速列车创造了世界上铁路运营最高试验速度574.8km/h，意味着其先进技术得到认可。日本式最早在高速铁路方面发展起来的国家，技术发展越来越快。其中FASTECH360S型号列车运行速度达360km/h，在技术和可靠性方面有了进一步的提高。德国的高速列车起步比较晚，落后于法国和日本，但是目前德国动车技术实力已经远超其他国家，处于世界领先地位。目前为止德国高速铁路已经达到1560km。而且ICE系列是德国最快最舒适的高速动车，时速到320km/h。日本、德国、法国的动车不仅速度高而且安全性好，运输量大等特点，需要我们学习和消化的，填补我们技术上的空白。随着半导体的不断发展，国外的动车的主变流器均采用IGBT模块，使得牵引系统做到体积更小，重量更轻，电路集成化更高。而且IGBT模块的性能不断提高，IGBT模块的电压等级不断提高，从1200V/300A的IGBT模块发展到6500V/600A模块，而且从简单的AC-DC模式发展到AC-DC-AC模式为牵引电机提供三相交流电，大大提高了牵引电机的功率。在未来，动车的电路设计更趋于大规模集成化，功率更大，性能更好。三、研究重点本课题主要针对某型高速动车组主电路及制动控制设计，本课题以某型高速动车组网侧电路、主电路、主变流器控制电路、制动控制电路原理为主体，分析动车组电路性能。分别阐述主电路四象限脉冲整流AC-DC部分原理，并对网侧电感电容参数按照控制性能进行设计；制动控制电路对牵引制动和再生制动的各种控制和调制策略；重点详细分析DC-AC牵引逆变器的工作原理及控制算法，对三相异步鼠笼电机的等值电路进行公式分析，并根据动车组实际牵引-制动曲线来对逆变器进行控制，分析动车加速，降速这两阶段的牵引特性。在MATLAB平台搭建逆变器仿真模型，对逆变器采用几种不同的控制策略进行仿真分析，满足牵引制动和再生制动的设计要求。四、主要参考文献[1]黄济荣.电力牵引交流传动与控制[M].北京：机械工业出版社，2021.[2]李波.四象限变流器双闭环控制系统的计算机仿真[J].机车电传动,2021(3):16~19.[3]李伟，张黎.2种PWM整流器控制方法的比较和仿真[J].吉林电力，2021（5）：36~38.[4]张曙光.CRH5型动车组[M].北京：中国铁道出版社，2021.7.[5]宋永增.动车组概论[M].北京：北京交通大学出版社，2021.[5]彭俊彬.动车组牵引与制动[M].北京：中国铁道出版社，2021.11.[6]李强,金新灿.动车组设计[M].北京：中国铁道出版社，2021.[7]李益民，张维.动车组制动系统[M].成都：西南交通大学出版社，2021.12.[8]翁星方.北京地铁国产化列出IGBT牵引逆变器.机车电传动，2021.7.[9]冯江华.电力电子技术与铁路机车牵引动力的发展.变流技术与电力牵引，2021.[10]上野，雅之.新干线高速列车新型主变流器的开发.电力牵引快报，2021.6.[11]林渭勋.现代电力电子电路.浙江大学出版社，2021.3.[12]熊键.一种改进的PWM整流器间接电流控制方案仿真.电工技术学报，2021,18（1）：57~63.[13]YasuykiNishida.OsamuMiyashitaetal.APredictiveInstantaneous-CurrentPWMControledRectifierwithAC-SideHarmoicCurrentReduction[J].IEEETransactionsonIndustrialElectronics,2021,3(44):337~343.[14]Malesanil,TentiP.Anovelhysteresiscontrolmethodforcurrent-controledvoltage-sourcePWMinvuerterswithconstantmodulationfrequency.IEEETransonIA,1990,26(1):88~92.[15]PeresadaS,TonielliA,MoriciR.High-performanceindirectfield-orientedoutputfeedbackcontrolofinductionmotos.Automatics,2021,35:1033~1047.[16]NihatInane.Arobustslidingmodefluxandspeedobserverforspeedsensorlesscontrolofanindirectfiedldorientedinductionmotordrives.ElectricPowerSytems.[17]M.E.deOliverira,J.R.Gazoli,A.J.Sguarezi,al.AControlMethodforVoltageSourceInverterWithoutDcLinkCapacitor.inProc.PowerElectronicsSpecialistsConference,2021.4432~4437.五、指导教师意见指导教师：六、学院毕业设计（论文）指导小组意见负责人：

教师见习报告总结期待已久的见习已经结束了，在龙岩三中高中部见习听课，虽然只是短短的两个星期，但感触还是蛮深的，以前作为一名学生坐在课室听课，和现在作为一名准教师坐在课室听课是完全不同的感受，感觉自己学到了一些在平时课堂上学不到的东西。在这里，我获得的不仅是经验上的收获，更多是教学管理，课堂教学等的理念，以及他们带给我的种种思考。教育见习实践过程：听课。教育见习的主要目的是让学生在指导教师的引导下，观摩教师上课方法、技巧等。听课是教育见习的主要内容。我院规定在一周的见习中需完成至少6课的见习任务。我在教师的安排指导下，分别对高一、高二物理专业课型为主，其他课型齐头的方式，积极主动的完成了听课任务，收到良好的效果。我听的第一节课是高二（8）班，这是一个平衡班，水平不如实验班高。在上课前。科任老师已经跟我说了这个班的纪律是比较差的，而且成绩也不是很好。在我听课期间，确实有几个学生在课堂上说话，但是我发现了一个有趣的现象，这个现象我在往后的几个班都发现了，就是绝大部分的学生的学习热情都好高涨，积极举手发言，积极参与课堂活动。我跟老师们提起这个现象的时候，科任老师就跟我说，一个班里不可能所有的学生都能全神贯注地听完一节课，所以作为一名教师，应该想办法吸引学生的注意力，调动的积极性，比如可以以小组为单位，以抢答计分的形式调动学生的积极性，这样课堂气氛就会活跃起来了。

在为期两周的见习工作中，我真的有很大的感触，我第一次感受到自己已经从一名学生向一名教师靠近，走在校园里，每当有学生叫我一声老师，我在感到无比自豪的同时，还感受到了自己的责任。见习工作结束了，我要回到学校继续我的学习了，但是我会好好记住我从**中学学到的一切，并应用于我的专业学习中去。一、教学管理理念

在龙岩三中，从领导阶层到一位普通的科任老师，都秉承以学生为主体的宗旨进行学校的管理，进行教学工作的开展。作为一个课程改革的示范学校，一个教育实验基地。这所学校鼓励着老师做各种研究，各种改革。每个班主任都有着自己的管理经验与管理宗旨。有了这种思想的自由，自然这里也就充满着探索与尝试，从而有所创造与进步。在我见习的班集体中，班主任对他的学生说：“我要让你们成为学习型的管理者，也是管理型的学习者。”这样一句简单的话，让我感到这里老师进行班级管理的良苦用心。他们关心的不只是学生的学习，更多的是从一个完整的人的概念出发，去培养学生多方面的素质。二、教学理念

在见习期间，借着录课的机会，我听了很多的市级，校级的公开棵，还有理科实验班的课。在这些课堂上，让我看到教学改革正在悄然进行，有意识的老师正在努力体会“以学生为主体”的课堂模式。学生的创造也逐步成为教师追求的教学效果。其次，这里的老师也都在适应着多媒体教学，信息化教学，使得课堂更加生动，资源更加丰富，学生获取学习资源的渠道也就更多。尽管，这种教学理念、教学模式的推广仍然有很长的路，但似乎也并不遥远，相信，这股改革的浪潮会给教育领域带来很大的冲击。

三、实际工作经验

在上面，是我在这所学校感受最深刻，也是认为最有意义的收获。实际工作经验上，由于在指导老师的指导下，也获取了许多。

在班主任工作上，我认识到了一个老师的表率作用是很大的，学生时刻看老师，作为一个老师，应该从自己严格要求，并影响感染学生。这就要求师生之间的相互交流必须是贴心的，也是带有希望的。见习期间，班主任老师教给了我许多的班级管理经验。我想这些经验是宝贵的，更为宝贵的是老师的主动精神。在他的言谈中，看出一个老师对于班级管理的深度认识。所以我想：一个好的班主任不应只是从学习上给学生帮助，而是从一种“管理”的角度上去让班级受益，让班级体的每个成员成长。

教学工作上，由于指导老师的认真指导，我较好地完成了教学任务。同时，与合作伙伴一同对各种教学模式进