高速動車組主電路及制動控制設計-開題報告

PAGE7一、選題目的的理論價值和現(xiàn)實意義隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國的交通運輸能力越來越舉步維艱長期以來在鐵路運輸方面，我國一直使用機車牽引車輛運行的模式，這種運輸模式只適應于速度在200km/h以下運行。在經(jīng)濟的高速發(fā)展下，我國的人口流動量大增，特別是春運期間；人們對提高列車的速度已經(jīng)亟不可待，而在速度達到200km/h~300km /h使用機車牽引顯得非常吃力。提高列車運行速度是增加鐵路運能、提高鐵路在客運市場占有率的最有效途徑，因此許多國家的高速列車都紛紛采用動車組模式運營，特別是日本、德國、法國。為了適應國民經(jīng)濟的發(fā)展，2021年1月，國務院常務會議討論通過了《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》鐵路網(wǎng)要擴大規(guī)模，完善結(jié)構(gòu)，提高質(zhì)量，快速擴充運輸能力，迅速提高裝備水平。至2021年，我國鐵路營業(yè)里程達到12萬公里以上，其中高速鐵路大1.6萬公里以上，最終形成世界規(guī)模最大的高速鐵路網(wǎng)。2021年，鐵道部按照“引進先進技術(shù)，聯(lián)合設計生產(chǎn)，打造中國品牌”的總體發(fā)展目標，通過以市場換技術(shù)，走技貿(mào)結(jié)合，自助創(chuàng)新的路子，采用國內(nèi)公開招標方式，先后引進200km/h及以上的多種鐵路客運動車組和大功率電力機車制造技術(shù)。為了進一步縮小與世界動車技術(shù)水平的差距，于是自主創(chuàng)新，掌握核心技術(shù)是非常重要的，雖然我國進入高速動車組的時代起步比較晚，但是從2021年至今，我國動車技術(shù)得到了飛躍的發(fā)展。于是選擇本課題研究是非常有意義的，希望中國的動車技術(shù)能達到世界先進水平，提高我國鐵路運輸能力，促進經(jīng)濟發(fā)展。二、本課題在國內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢我國從20世紀50年代開始引進動車組，在漫長的時期我國消化吸收自主創(chuàng)新設計東風號等系列動車組，但是技術(shù)實力薄弱，自主設計遇到很多問題無法解決。直到2021年國家重新引進技術(shù)，目前我國動車組技術(shù)高速發(fā)展，從引進過程到國內(nèi)聯(lián)合生產(chǎn)過程，生產(chǎn)了CRH1型，CRH2型，CRH3型，CRH5型，CRH2-300型,CRH380A型及CRH380B型等系列動車組。CRH1型是由中國南車集團四方機車車輛股份與加拿大龐巴迪共同生產(chǎn)。CRH2由中國南車集團四方機車車輛股份聯(lián)合日本川崎重工，引進川崎重工業(yè)的新干線E2-1000型動車組技術(shù)，采用四動四拖模式，并在此基礎上通過技術(shù)消化自主創(chuàng)新設計了CRH380A動車，時速達到486.1km/h，再次刷新鐵路營運試驗最高速度，使我國動車技術(shù)又提升一個臺階。CRH3由中國北車集團唐山軌道客車有限責任公司聯(lián)合德國西門子，引進西門子ICE3（Velaro）技術(shù)，而且消化了技術(shù)設計出有中國特色的CRH380B動車。CRH5則由中國北車集團長春軌道客車股份聯(lián)合法國阿爾斯通，引進法國阿爾斯通的Pendolino寬體擺式列車技術(shù)，取消了裝設的擺式功能。截至2021年底，我國動車設計速度達到380km/h，持續(xù)運營350km/h，最高試驗速度486.1km/h。近年來我國在高速列車領域技術(shù)在引進和自主創(chuàng)新兩個方面都取得了巨大成就，但是與國外先進技術(shù)相比還存在很大的差距。法國高速鐵路發(fā)展迅速，在1981年就已經(jīng)開通運營作為歐洲最早的鐵路客運專線，到2021年底高速鐵路里程已經(jīng)達到1896km。法國是世界高鐵的技術(shù)強國，一直引領世界鐵路的發(fā)展，而且在2021年采用的AGVV-150型號高速列車創(chuàng)造了世界上鐵路運營最高試驗速度574.8km/h，意味著其先進技術(shù)得到認可。日本式最早在高速鐵路方面發(fā)展起來的國家，技術(shù)發(fā)展越來越快。其中FASTECH360S型號列車運行速度達360km/h，在技術(shù)和可靠性方面有了進一步的提高。德國的高速列車起步比較晚，落后于法國和日本，但是目前德國動車技術(shù)實力已經(jīng)遠超其他國家，處于世界領先地位。目前為止德國高速鐵路已經(jīng)達到1560km。而且ICE系列是德國最快最舒適的高速動車，時速到320km/h。日本、德國、法國的動車不僅速度高而且安全性好，運輸量大等特點，需要我們學習和消化的，填補我們技術(shù)上的空白。隨著半導體的不斷發(fā)展，國外的動車的主變流器均采用IGBT模塊，使得牽引系統(tǒng)做到體積更小，重量更輕，電路集成化更高。而且IGBT模塊的性能不斷提高，IGBT模塊的電壓等級不斷提高，從1200V/300A的IGBT模塊發(fā)展到6500V/600A模塊，而且從簡單的AC-DC模式發(fā)展到AC-DC-AC模式為牽引電機提供三相交流電，大大提高了牽引電機的功率。在未來，動車的電路設計更趨于大規(guī)模集成化，功率更大，性能更好。三、研究重點本課題主要針對某型高速動車組主電路及制動控制設計，本課題以某型高速動車組網(wǎng)側(cè)電路、主電路、主變流器控制電路、制動控制電路原理為主體，分析動車組電路性能。分別闡述主電路四象限脈沖整流AC-DC部分原理，并對網(wǎng)側(cè)電感電容參數(shù)按照控制性能進行設計；制動控制電路對牽引制動和再生制動的各種控制和調(diào)制策略；重點詳細分析DC-AC牽引逆變器的工作原理及控制算法，對三相異步鼠籠電機的等值電路進行公式分析，并根據(jù)動車組實際牽引-制動曲線來對逆變器進行控制，分析動車加速，降速這兩階段的牽引特性。在MATLAB平臺搭建逆變器仿真模型，對逆變器采用幾種不同的控制策略進行仿真分析，滿足牽引制動和再生制動的設計要求。四、主要參考文獻[1]黃濟榮.電力牽引交流傳動與控制[M].北京：機械工業(yè)出版社，2021.[2]李波.四象限變流器雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的計算機仿真[J].機車電傳動,2021(3):16~19.[3]李偉，張黎.2種PWM整流器控制方法的比較和仿真[J].吉林電力，2021（5）：36~38.[4]張曙光.CRH5型動車組[M].北京：中國鐵道出版社，2021.7.[5]宋永增.動車組概論[M].北京：北京交通大學出版社，2021.[5]彭俊彬.動車組牽引與制動[M].北京：中國鐵道出版社，2021.11.[6]李強,金新燦.動車組設計[M].北京：中國鐵道出版社，2021.[7]李益民，張維.動車組制動系統(tǒng)[M].成都：西南交通大學出版社，2021.12.[8]翁星方.北京地鐵國產(chǎn)化列出IGBT牽引逆變器.機車電傳動，2021.7.[9]馮江華.電力電子技術(shù)與鐵路機車牽引動力的發(fā)展.變流技術(shù)與電力牽引，2021.[10]上野，雅之.新干線高速列車新型主變流器的開發(fā).電力牽引快報，2021.6.[11]林渭勛.現(xiàn)代電力電子電路.浙江大學出版社，2021.3.[12]熊鍵.一種改進的PWM整流器間接電流控制方案仿真.電工技術(shù)學報，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、指導教師意見指導教師：六、學院畢業(yè)設計（論文）指導小組意見負責人：

教師見習報告總結(jié)期待已久的見習已經(jīng)結(jié)束了，在龍巖三中高中部見習聽課，雖然只是短短的兩個星期，但感觸還是蠻深的，以前作為一名學生坐在課室聽課，和現(xiàn)在作為一名準教師坐在課室聽課是完全不同的感受，感覺自己學到了一些在平時課堂上學不到的東西。在這里，我獲得的不僅是經(jīng)驗上的收獲，更多是教學管理，課堂教學等的理念，以及他們帶給我的種種思考。教育見習實踐過程：聽課。教育見習的主要目的是讓學生在指導教師的引導下，觀摩教師上課方法、技巧等。聽課是教育見習的主要內(nèi)容。我院規(guī)定在一周的見習中需完成至少6課的見習任務。我在教師的安排指導下，分別對高一、高二物理專業(yè)課型為主，其他課型齊頭的方式，積極主動的完成了聽課任務，收到良好的效果。我聽的第一節(jié)課是高二（8）班，這是一個平衡班，水平不如實驗班高。在上課前?？迫卫蠋熞呀?jīng)跟我說了這個班的紀律是比較差的，而且成績也不是很好。在我聽課期間，確實有幾個學生在課堂上說話，但是我發(fā)現(xiàn)了一個有趣的現(xiàn)象，這個現(xiàn)象我在往后的幾個班都發(fā)現(xiàn)了，就是絕大部分的學生的學習熱情都好高漲，積極舉手發(fā)言，積極參與課堂活動。我跟老師們提起這個現(xiàn)象的時候，科任老師就跟我說，一個班里不可能所有的學生都能全神貫注地聽完一節(jié)課，所以作為一名教師，應該想辦法吸引學生的注意力，調(diào)動的積極性，比如可以以小組為單位，以搶答計分的形式調(diào)動學生的積極性，這樣課堂氣氛就會活躍起來了。

在為期兩周的見習工作中，我真的有很大的感觸，我第一次感受到自己已經(jīng)從一名學生向一名教師靠近，走在校園里，每當有學生叫我一聲老師，我在感到無比自豪的同時，還感受到了自己的責任。見習工作結(jié)束了，我要回到學校繼續(xù)我的學習了，但是我會好好記住我從**中學學到的一切，并應用于我的專業(yè)學習中去。一、教學管理理念

在龍巖三中，從領導階層到一位普通的科任老師，都秉承以學生為主體的宗旨進行學校的管理，進行教學工作的開展。作為一個課程改革的示范學校，一個教育實驗基地。這所學校鼓勵著老師做各種研究，各種改革。每個班主任都有著自己的管理經(jīng)驗與管理宗旨。有了這種思想的自由，自然這里也就充滿著探索與嘗試，從而有所創(chuàng)造與進步。在我見習的班集體中，班主任對他的學生說：“我要讓你們成為學習型的管理者，也是管理型的學習者?！边@樣一句簡單的話，讓我感到這里老師進行班級管理的良苦用心。他們關(guān)心的不只是學生的學習，更多的是從一個完整的人的概念出發(fā)，去培養(yǎng)學生多方面的素質(zhì)。二、教學理念

在見習期間，借著錄課的機會，我聽了很多的市級，校級的公開棵，還有理科實驗班的課。在這些課堂上，讓我看到教學改革正在悄然進行，有意識的老師正在努力體會“以學生為主體”的課堂模式。學生的創(chuàng)造也逐步成為教師追求的教學效果。其次，這里的老師也都在適應著多媒體教學，信息化教學，使得課堂更加生動，資源更加豐富，學生獲取學習資源的渠道也就更多。盡管，這種教學理念、教學模式的推廣仍然有很長的路，但似乎也并不遙遠，相信，這股改革的浪潮會給教育領域帶來很大的沖擊。

三、實際工作經(jīng)驗

在上面，是我在這所學校感受最深刻，也是認為最有意義的收獲。實際工作經(jīng)驗上，由于在指導老師的指導下，也獲取了許多。

在班主任工作上，我認識到了一個老師的表率作用是很大的，學生時刻看老師，作為一個老師，應該從自己嚴格要求，并影響感染學生。這就要求師生之間的相互交流必須是貼心的，也是帶有希望的。見習期間，班主任老師教給了我許多的班級管理經(jīng)驗。我想這些經(jīng)驗是寶貴的，更為寶貴的是老師的主動精神。在他的言談中，看出一個老師對于班級管理的深度認識。所以我想：一個好的班主任不應只是從學習上給學生幫助，而是從一種“管理”的角度上去讓班級受益，讓班級體的每個成員成長。

教學工作上，由于指導老師的認真指導，我較好地完成了教學任務。同時，與合作伙伴一同對各種教學模式進