• 時速350公里復興號動車組網絡牽引系統研制

    發布時間:2020-08-03 【字體:

      

            2004年以來,中國高速動車組通過引進、消化吸收、再創新的道路,形成了多套技術體系的產品平臺,中國高鐵得到了飛速發展。牽引傳動與網絡控制系統是高速動車組的“心臟”和“大腦”, 由牽引/輔助變流器、牽引控制單元、網絡控制系統、牽引變壓器和牽引電機組成,在高速動車組9大關鍵技術中占據5項,但動車組歷次技術引進過程中,外方均拒絕這些關鍵技術轉讓,導致既有不同體系動車組運用界面不統一、相互重聯備用困難;備件不互換,用戶儲備品種較多,經濟性差;部分部件未實現自主化,故障處理不及時等問題。

       為實現高速鐵路動車組全面自主化、標準化,系統掌握高速鐵路動車組及關鍵裝備核心技術、掃清知識產權糾紛的基礎,對加快中國高鐵“走出去”,中國鐵路總公司聯合中國鐵道科學研究集團有限公司、中國中車集團開展了時速350公里復興號動車組牽引網絡系統研制。

      本項目攻克了復興號牽引網絡系統關鍵技術,形成如下創新點:

      1. 突破了時速350公里“復興號”中國標準動車組牽引系統設計關鍵技術,融合電氣設計、機械設計、熱設計、電磁兼容設計,實現符合中國標準動車組運用需求的牽引系統。

      2. 研究高速動車組互聯互通技術,首次實現了不同廠家生產的動車組之間的互聯互通和重聯運營。研究并建立了“復興號”中國標準動車組動車組互聯互通標準體系規范;建立了列車通信網關的一致性測試平臺,驗證列車通信網關在底層通信上的互聯互通功能;搭建了地面互聯互通試驗臺,分別經地面試驗臺測試、實車地面靜態測試和實車動態測試對兩列動車組的互聯互通功能進行了詳細的測試和考核驗證,從技術上保證了動車組互聯互通和重聯運營的順利實現。

      3. 基于自主研發的梯形圖語言編程設計平臺實現核心控制算法,包括牽引系統頂層控制技術、大功率交流傳動技術(四象限整流器控制策略和逆變器控制技術)、輔助變流器自動并聯均流控制技術、牽引系統故障診斷及保護技術等。

      4. 列車網絡控制系統采用TCN+以太網+4G移動通信技術架構的創新。“復興號”中國標準動車組采用TCN網絡進行控制和診斷;同時采用以太網作為列車維護網絡,實現了各系統的單點維護,并為各系統的健康管理、故障診斷提供了技術支撐;采用4G移動通信技術實現遠程實時監視和遠程維護支持,使檢修維護更加智能化。

      5. 發明了一種分散自律的多重動態錯相車載諧波最優控制技術和一種基于軌面辨識的自適應粘著最優控制,實現動車組高速粘著的極限利用并保證動車組的高速安全運行,顯著提升了列車運行密度,大幅度提高了線路載客量。

      該項目獲授權發明專利60余項,發表技術論文30余篇,制定IEC國際標準4項,國家和行業標準1項。批量應用于世界運營速度最高、運行地域跨度最大的“復興號”動車組,累計裝車超過4000臺套,實現直接銷售收入150億元以上,且技術成果已推廣至機車、地鐵以及工業傳動等領域。

      本項目獲2019年度中國鐵道學會科學技術獎特等獎。

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