《轨道交通车辆新技术》课件 2-2-1探究高速动车组技术一

高速列车：设计·技术·未来探究高速动车组技术01中国高速动车组的设计和开发02高速动车组九大关键技术CONTENTS中国高速动车组的设计和开发中国高速动车组的设计和开发动车组上线运行设计和开发高速动车组体现九大关键技术高速动车组技术京津城际铁路开通2007年，中国第六次铁路大提速，CRH1、CRH2、CRH5动车组大规模上线运行，运行时速达200km/h。随着京津城际铁路、石太客运专线、武广客运专线、郑西客运专线、沪宁城际铁路、沪杭城际铁路、京沪客运专线等的开通，大量时速250、300、350km/h的动车组已经上线运行。高速动车组技术是一项综合技术，涉及流线型车体设计、车体轻量化技术、高速转向架技术、高速受流技术、车厢密闭、空调换气、高功率重量比、低噪声、低轮轨力等一系列关键技术。高速动车组的设计和开发需要突破关键技术，同时要兼顾乘客的舒适性，满足不同乘客的需求。车厢内的设施也需人性化设计，以提高乘客的出行体验为目标。高速动车组是现代化高新技术的综合集成，体现了材料、机械、电子、计算机和控制等现代技术的集中体现。高速动车组的技术被分解成九大关键技术和十项配套技术，包括动车组总成、车体、转向架、牵引系统、制动系统等。高速动车组九大关键技术动车组总成高速列车总成技术包括总体技术条件、系统匹配、设备布置、参数优化、工艺性能、组装调试和试验验证。系统集成将动车组各子系统进行集成，使动车组达到牵引、制动、车辆动力学、列车空气动力学、舒适性和安全性等基本性能要求。确定接口关系系统集成还需确定高速列车与运行系统的关系和接口关系，针对京沪高速铁路，包括轮轨关系接口、弓网关系接口、流固耦合关系接口、机电耦合关系接口和环境耦合关系接口。总体设计技术条件对动车组车体、转向架、牵引传动系统、制动系统、列车控制网络系统、辅助供电系统和车端连接装置等元素进行合理选择设计和优化。牵引传动控制系统0102大功率电力牵引传动系统是高速列车的原动力，采用交流（交-直-交）传动系统，主要包括主变流器、牵引变压器、牵引电动机及牵引传动控制等。主变流器采用新型大功率半导体器件，从最早的晶闸管发展到GTO、IGBT、IPM，以至IGCT。目标是小型化、轻量化、节能、环保、可靠和经济适用。牵引变压器是牵引传动系统中重量、体积最大且能量耗损最多的部件，因此减轻重量、减小体积、降低损耗，一直是牵引变压器技术发展的目标。牵引电动机高速列车采用三相交流异步牵引电动机，具有重量轻、功率大、结构简单、运用可靠、寿命长、维修简便的特点。牵引传动控制牵引传动控制的水平取决于牵引传动控制的策略和手段。策略由转差特性控制发展到矢量变换控制，实现了电机转矩控制的新技术。030405转向架承载与减振转向架承载、导向和减振，是牵引与制动的执行机构。随着列车速度提高，转向架需保证足够强度和刚度，高的运动稳定性和运行平稳性。曲线通过与轮轨动作用力高速列车转向架需满足曲线通过能力，降低轮轨动作用力，发挥轮轨间粘着潜力，结构简单、可靠、少维修。关键技术转向架轻量化技术、转向架悬挂技术、转向架驱动技术、牵引电动机悬挂技术。高速转向架高速制动技术高速列车的制动系统是实现列车高速、安全运行的保障，必须解决列车动能的快速转换和能量消耗问题。制动系统保障高速列车的制动技术必须在轮轨粘着允许的条件下，做到高速列车的可靠制停或降速。可靠制停技术由于轮轨粘着系数随运行速度的提高而下降，因此更增加了高速制动技术的难度。非粘着制动技术高速列车制动的关键技术有基础制动技术、动力制动技术、复合制动技术、非粘着制动技术和防滑控制技术。防滑控制技术高速车体技术123高速列车车体轻量化技术包括采用新材料、新工艺，改变车体结构，优化结构设计，模块化和集成化。车体轻量化技术气动外形技术是高速列车车体的关键技术之一，能够提高列车的空气动力学性能，降低空气阻力。气动外形技术车体密封技术是保证高速列车气密性和防水性的重要技术，能够确保列车在高速行驶时的安全性和舒适性。车体密封技术列车控制网络系统列车控制网络系统对于高速列车安全运行起着重要的作用，利用先进装备发现和预防故障。列车控制网络系统运行监控故障检测与诊断通信网络高速列车控制网络系统包括运行监控、故障检测与诊断以及通信