最新刊期
      2017 年 第 4 期

        专稿

      • 张利芝,周桂法
        2017(4): 1. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128x.2017.04.001
        摘要：为便于在轨道交通机车车辆电气设备领域贯彻新标准，从标准的范围、文本结构、技术内容等方面分析了国际标准IEC 60077-1:2017 版与IEC 60077-1:1999 版的主要差异，其中重点分析了设备标称电压、温度限值、介电特性等技术差异，同时提出了国家标准GB/T 21413.1—2008 修订的建议，为更好理解和使用该标准提供参考。  
        关键词：IEC 60077-1;GB/T 21413.1;轨道交通;电气设备;国际标准;国家标准   
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        发布时间：2021-12-13

        可靠性技术

      • 周桂法,杜绍华,汪旭
        2017(4): 5. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128x.2017.04.002
        摘要：针对电路关键特性指标的分散性问题，提出了基于灵敏度分析、最坏情况分析以及成品率分析等技术为基础的电路分散性问题研究方法。以某型控制电路为对象，利用上述方法，开展分散性研究，验证了本方法的有效性和适用性，可为产品后续相关工作的开展提供理论支持。  
        关键词：关键特性;分散性;灵敏度分析;正向可靠性设计   
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        发布时间：2021-12-13
      • 诸葛暄雨,郭其一,王梦超
        2017(4): 9. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128x.2017.04.100
        摘要：列车通信网络技术作为列车核心技术之一，实现实时控制与各类信息的传递，列车通信网络的可靠性研究引起了广泛关注。根据列车通信网络的拓扑结构、设备可靠性、通信有效性以及可用性等特征，建立了针对列车通信网络的可靠性评价体系，利用层次分析法确定了各评价指标的权重，建立了列车通信网络可靠性指标隶属度函数，最后利用模糊综合评价法实现了列车通信网络可靠性的综合评价。通过算例分析表明该方法能够有效地评价列车通信网络的可靠性。  
        关键词：列车通信网络;可靠性;层次分析法;模糊综合评价   
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        发布时间：2021-12-13
      • 王鹏,胡平贵,刘国涛,余锋
        2017(4): 15. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128x.2017.04.004
        摘要：目前铁路行业尚未制定可靠性鉴定试验标准，为验证LKJ 主机的MTBF 是否达到规定要求，通过分析主机所历经的主要环境，设计了由温度、湿度、振动、冲击、变化电压、浪涌和电快速脉冲群等6 种应力组成的综合环境条件，并针对具体试验情况，确定采用定时截尾试验统计方案。通过试验，求得其平均无故障间隔时间（MTBF：mean time between failures）点估计值为8 558 h，60% 置信度区间估计值为（2 858 h，38 351 h）。  
        关键词：LKJ;MTBF;可靠性鉴定试验;综合环境条件   
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        发布时间：2021-12-13

        研究开发

      • 管俊青,王 雷,牛 勇
        2017(4): 20. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128x.2017.04.005
        摘要：为解决由于部件的设计原因导致的牵引系统接地保护试验故障诊断不准确问题，从系统和部件的角度进行分析研究，排查出是由于牵引功率单元IGBT 驱动电路部分器件的设计选型不当所致。通过调整IGBT 驱动板短路保护电路电容、电阻的参数并通过试验验证，解决了此类问题。通过系统的研究分析及IGBT 驱动电路的优化设计，可准确定位故障，利于动车组牵引系统的检修维护。  
        关键词：牵引系统;接地;牵引功率单元;IGBT;驱动电路;短路保护   
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      • 韩霜,刘志新,卢洋
        2017(4): 23. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128x.2017.04.006
        摘要：基于工效学中视野、听觉及人为习惯等领域的研究，对某海外市场项目的列车网络控制系统显示屏界面进行了设计及优化。通过对显示界面按钮布局、色彩及字体的优化设计，提高了显示界面的友好性，使列车司机可以快速准确地读取列车运行状态信息并有效地执行相应操作，进而提高了列车网络控制系统及列车的安全性。可见在显示屏设计中有效利用工效学理论，可大大提高整个系统的友好性及功能性。  
        关键词：工效学;列车网络控制系统;显示屏   
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        发布时间：2021-12-13
      • 张嘉楠,胡春红
        2017(4): 27. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128x.2017.04.007
        摘要：为研究车轮谐波磨耗对车辆运行安全性的影响，首先建立钢轨及路基振动的车辆- 轨道- 路基耦合大系统仿真模型，然后根据最常见的1 阶、6 阶和11 阶谐波磨耗阶数以及波深0.1 mm、0.3 mm 的6 种典型谐波磨耗对轮重减载率、脱轨系数和轮轨横向力3 个安全性指标的影响进行仿真分析研究，并依托相应铁路行业标准对研究结果进行对比分析。结果表明：车辆计算的最大脱轨系数处于安全限度内，不会发生脱轨；而最大轮重减载率超过评定限值0.8，存在安全风险，同时最大轮轨横向力值也接近国际安全极限值，有安全隐患。本研究有利于评估车轮谐波磨耗对高速行驶车辆的安全影响，为车辆安全运行提供理论依据。  
        关键词：谐波磨耗;轮重减载率;脱轨系数;轮轨横向力;高速运行   
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        发布时间：2021-12-13
      • 张 航,邬平波
        2017(4): 32. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128x.2017.04.103
        摘要：根据某型机车车体结构特点，采用Hypermesh 软件建立了结构有限元模型；根据EN 12663-2010，参考UIC 566 及JIS E 7106 2006，设计了车体计算载荷工况；采用ABAQUS 软件对车体钢结构进行了静强度、疲劳强度及模态分析。强度分析结果表明，车体结构强度满足标准要求；模态分析提供了车体结构的前25 阶模态频率和模态振型，为车体系统的故障诊断和优化设计提供建议。  
        关键词：强度分析;模态分析;ABAQUS;Hypermesh;车体   
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        发布时间：2021-12-13
      • 田 莉,王礼辉,陶彩霞
        2017(4): 36. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128x.2017.04.101
        摘要：以断续导通模式下的电流型开关电感Buck-Boost 变换器为研究对象，根据开关电感变换器的离散映射模型，首先由Matlab 数值仿真分析了电路系统的非线性动力学行为。其次采用参数共振微扰法对电路系统的混沌进行了控制，通过理论分析和数值仿真得到了扰动强度、扰动相位的合适取值。最后进行了相应的Matlab/ Simulink 仿真和试验电路验证，试验结果与仿真结果一致，研究结果表明参数共振微扰法可有效地抑制电路系统的混沌。  
        关键词：开关电感Buck-Boost 变换器;Matlab 数值仿真;混沌;参数共振微扰法;控制   
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      • 殷振环,董 侃,高吉磊
        2017(4): 41. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128x.2017.04.102
        摘要：为保障高速动车组安全运行和满足牵引变流器研发及维护的需要，设计开发了高速动车组牵引变流器关键数据记录及解析系统。本系统以标准CPCI-6U 结构数据采集板卡为基础，实现了对模拟信号、高低速数字信号的采集、记录工作，并能通过以太网接口与上位机进行数据传输，完成数据解析。该系统已在多款动车组牵引变流器中得到应用，在实际故障分析中提供了准确的现场数据，为牵引变流器的研发、调试及维护提供了依据。  
        关键词：高速动车组;牵引变流器;数据记录;数据解析;CPCI-6U 结构数据   
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      • 屠福全,吴松荣,吴 昊,张 欣
        2017(4): 44. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128x.2017.04.104
        摘要：针对高频链逆变器正弦脉宽脉位调制（SPWPM）中周波变换器开关工作在高频时开关损耗较大的缺点，研究了一种新的周波变换器的控制方法。在功率因数接近1 的应用场合，周波变换器开关只需要工作在输出电压频率，可有效减小变换器的开关损耗。基于单相推挽型高频链逆变器拓扑详细分析了相应的控制及其调制方法。结合这种周波变换器控制，研究了电压外环准比例谐振 (PR) 控制电感电流内环比例控制的双闭环控制策略。通过仿真和试验，证明了控制方案的可行性和有效性。  
        关键词：高频链逆变器;SPWPM;周波变换器;PR 控制;双闭环控制   
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      • 肖志均,解培金,陈超录,宋文杰
        2017(4): 48. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128x.2017.04.012
        摘要：针对人工手动配置列车微机控制单元（MCU，Micro Control Unit）静态网络地址中存在的工作量大、效率低、易出错等问题，通过列车信息维护以太网，提出了一种基于网络地址规约及二层网管交换机链路层发现协议（LLDP，Link Layer Discovery Protocol）针对MCU 网络地址智能配置的方法。研究了该方法的配置机理，阐述了该方法的系统方案。试验运行表明，列车MCU 静态网络地址配置方法安全可靠、效率高、成本低，装车考核状态良好，符合系统设计要求。  
        关键词：MCU;网络地址配置;列车以太网;网管交换机;LLDP   
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        发布时间：2021-12-13
      • 鲁秀龙,程 浩,赵建伟,何武林
        2017(4): 52. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128x.2017.04.105
        摘要：根据GB/T 25117 等相关标准要求，机车车辆牵引系统均需进行特性试验。标准要求在电动机冷/ 热状态下，在规定特性上，相应于最大转矩的转速至90% 最高转速之间任何点上的典型转矩不应小于所规定值的 95%。为确保机车车辆牵引系统转矩特性测量结果准确、可靠，建立了数学模型，并结合实际全面分析了不确定度产生的来源，并对转矩特性测量结果在不同的曲线段分别进行了评定，结果显示，目前采用的方法及仪器有效、可靠。该方法为机车车辆牵引系统转矩特性测量结果的可信度提供了技术依据。  
        关键词：机车车辆;牵引系统;转矩特性;不确定度评定   
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        发布时间：2021-12-13
      • 申翰林,谭壹方,刘小涵,王鑫
        2017(4): 56. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128x.2017.04.014
        摘要：雷击造成的高速列车车体过电压会使高速列车上的通信、监测、控制等弱电设备受到较大的电磁干扰，容易造成设备的逻辑混乱或者误动作。为研究高速列车雷击短路车体过电压，根据实际情况建立了雷电流流过动车组的等效电路模型，分析了改变车体接地电阻和接地电阻器并联电容时，雷击车体过电压波形和幅值的变化情况。研究结果表明：列车接地系统的接地电阻值较大是产生车体过电压的根本原因，通过减小接地系统阻抗或在接地电阻器并联电容，可有效减小车体过电压的幅值，在接地电阻器上并联电容后，车体过电压波形的波头时间增大，波形上升速率变缓，可以有效抑制过电压对动车组的冲击  
        关键词：雷击;车体过电压;电路模型;接地电阻;高速列车;CRH2 型   
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        发布时间：2021-12-13
      • 刘铁军
        2017(4): 60. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128x.2017.04.015
        摘要：隧道是铁路运营的重要设施，隧道沉降控制在铁路运营安全中起着至关重要的作用。以京广高铁为背景, 在研究现有的静力水准远程自动化监测方案和激光远程测量监测方案的基础上，利用激光测量技术与计算机技术, 提出了一种新的路基沉降监测方案——机器视觉监测方案。该方案使用片光源与图像识别技术解决了监测系统精度与成本的矛盾，能对高速铁路隧道路基沉降变形进行准确的监测。  
        关键词：高速铁路;隧道;路基沉降监控;机器视觉法   
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      • 王振海,常 亮
        2017(4): 63. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128x.2017.04.016
        摘要：基于不同应变率加载条件下不同密度闭孔泡沫铝能量吸收曲线，进行轨道车辆碰撞吸能用泡沫铝材料优选设计，实现了泡沫铝的高效选择。提出轨道车辆碰撞吸能用泡沫铝逆向设计流程与优选方法，通过初选碰撞场景，确定泡沫铝专用吸能元件设计总体需求，构建其标准化应力与单位体积标准化吸能量之间的映射关系，预选厚度，正向计算碰撞条件下的应变率及对应的能量吸收能力，并进行需求比对，循环迭代，直至收敛于最优密度及厚度。最后，通过动车组头车耐撞性吸能元件设计实例，验证了泡沫铝密度与厚度优选的高效性，所提方法可大大提高轨道车辆碰撞吸能用泡沫铝的选材效率。  
        关键词：泡沫铝;碰撞;能量吸收图;优选设计;轨道车辆   
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      • 唐国平,聂火勇
        2017(4): 66. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128x.2017.04.017
        摘要：轨道交通的一些车载设备自带的记录单元由于防护能力不足，可能会在事故中被损坏，造成记录数据丢失，而且各设备记录时间不一致、分析软件不统一，加大了用户分析难度。针对上述问题，在CMD 系统中基于IEC 62625 标准设计了防护记录器，将多种车载设备的数据按统一时钟记录在具有防火、防冲击振动、防液体浸泡等防护性能的数据存储单元中，能有效地防止记录数据丢失或损坏，并且通过统一的地面分析软件实现了对机车运行状态的综合分析。  
        关键词：特种防护;记录器;数据安全;CMD 系统   
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        城市轨道车辆

      • 李华,忻力,丁杰,王永胜,臧晓斌
        2017(4): 69. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128x.2017.04.018
        摘要：针对某地铁车辆其中一节车厢地板在交付过程中出现的振动异常问题，开展了大量的振动测试及分析，找到了异常振动的来源，排除了变压器箱和地板共振的可能；通过振动传递特性分析，确定了地板振动异常是该节车厢车体梁在98 Hz 附近存在局部共振引起，并提出了解决方案。通过对地板下方的隔振层进行优化，地板振动降低34%。  
        关键词：地铁车辆;地板;振动;共振;传递函数;测试分析   
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      • 高正梁,徐习文,闫光临
        2017(4): 73. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128x.2017.04.019
        摘要：介绍了墨尔本地铁电传动系统的主要构成及其原理，根据用户对牵引系统的要求，利用Matlab 对其主电路进行仿真。通过对比不同固有频率( 通过改变电抗器L1 进行调节) 下的电压和电流数据，分析其对DC-DC 斩波器IGBT 管两端压降ΔU、中间直流电压Ud 以及网侧谐波电流、逆变器输入谐波电流的影响，同时建立斩波器故障模型，评估了故障情况下逆变器输入电压的特性，为主电路电气设计提供合理的选型和保护参考。  
        关键词：墨尔本地铁;电传动系统;谐波电流;仿真   
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      • 李云峰,卿云,李长青
        2017(4): 77. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128x.2017.04.020
        摘要：为充分发挥北京地铁8 号线二期工程地铁车辆的电空配合制动和电制动能力，需要对其进行验证试验。首先简要介绍了地铁车辆电气制动、空气制动以及电空配合制动的制动方式，然后在不同负载、不同速度级和不同制动级位的情况下，对该地铁车辆采用了电空配合制动的方式进行了加载试验和载客试验，最后利用各工况下制动过程中的实测参数计算出列车的电制动力，从而对该列车在整个制动过程中的电制动能力作出评判。载客试验数据统计结果表明：在低载荷（AW0）情况下，车辆的电制动能力能发挥到设计值的113%；在高载荷（AW3）情况下，车辆的电制动能力发挥到设计值的93%；车辆的电空制动切换点分布的均值为6.25 km/h。实际测试数据充分验证了该地铁车辆电制动发挥能力和电空配合关系。  
        关键词：北京地铁8 号线;地铁车辆;电空配合制动;电制动;电空制动切换点   
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      • 涂 熙,毛康鑫,徐绍龙
        2017(4): 80. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128x.2017.04.021
        摘要：针对再生制动失效的问题，城轨车辆主要采用车载制动电阻来进行能量吸收。在对目前国产城轨车辆制动斩波电路中的制动电阻过温保护方案优劣点进行分析的基础上，提出了新的逻辑保护方案。着重介绍了新保护方案的实现方法和优点，并进行了实际地铁线路运行数据的计算验证。结果表明：本文所提出的保护方案具有明显的优越性，应用前景广泛。  
        关键词：城轨车辆;制动电阻;斩波电路;过温保护   
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        发布时间：2021-12-13
      • 矫岩峻,刘思恺,马 啸,刘少克
        2017(4): 85. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128x.2017.04.106
        摘要：首先分析了中低速磁浮交通单列车运行能耗和供电系统，在此基础上建立多列车运行能耗模型。为了充分利用再生制动能量，提出了可对运行间隔、停站时间和区间运行时分微调的列车运行时刻表制定方法。设计了多种群遗传算法，以多列车运行能耗最低和最大程度利用再生制动能量为目标，优化列车运行时刻表。通过采用精英保留策略和移民策略算法，提高了寻优过程的稳定性和速度。仿真结果表明，本文方法可将再生制动能量的利用率由传统14.8% 提高到80.9%，将被利用的再生制动能量与运行能耗比值由传统0.74% 提高到4.2%。  
        关键词：磁浮列车;列车运行控制;节能驾驶;节能优化;多种群遗传算法   
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        发布时间：2021-12-13

        试验检测

      • 魏勇召,赵明元,杨江天
        2017(4): 91. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128x.2017.04.023
        摘要：为有效提取机车轴承故障特征，开展信号自适应分解方法对比研究。分析了经验模态分解、局域均值分解和局部特征尺度分解3 种常用方法的局部均值计算、分解成分和分解能力。针对局域均值分解存在的问题，提出了改进方案并有效验证。进一步提出了先做改进局域均值分解，再采用维谱处理得到的乘积分量的机车轴承诊断的方法，成功用于DF4 型机车的故障诊断。  
        关键词：信号自适应分解;局域均值分解;轴承;故障诊断;DF4 型机车   
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        发布时间：2021-12-13
      • 李常贤,林玉文,李亭蓄,李宗亮
        2017(4): 95. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128x.2017.04.024
        摘要：轨道列车上的电磁干扰会对列车网络控制系统的通信产生随机性干扰，进而造成网络通信的丢包问题。通过搭建列车网络控制系统电磁干扰模拟试验台，研究EMC 干扰对列车通信网络（TCN）的影响，重点研究静电放电干扰和脉冲群干扰对通信特性的影响，根据试验数据得到TCN 丢包率随干扰大小的变化趋势，并进一步对所测数据进行分析建模，得到了基于EMC 干扰的TCN 丢包预测模型。  
        关键词：EMC;干扰丢包;网络控制系统;列车通信网络;预测模型   
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        发布时间：2021-12-13
      • 杨 辉
        2017(4): 101. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128x.2017.04.025
        摘要：车轮外形几何尺寸的测量对列车的安全运行非常重要。激光图像法是当前主流的检测运行列车车轮外形几何尺寸的检测技术，然而在列车高速通过的情况下，传统的轮对外形尺寸检测系统在系统布局、机械设计和相机成像质量等方面无法满足车速的要求，激光图像法的检测精度会受到车速的影响，因此在系统方案及标定方法等方面对传统的轮对外形尺寸检测系统进行了改进，从而保证了在列车高速通过条件下，系统对车轮各个参数的测量精度达到要求。  
        关键词：高速列车;轮对;外形参数;检测精度;检测系统;激光图像法   
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        发布时间：2021-12-13

        运用维保

      • 陈明国,冯 叶,孙云嵩
        2017(4): 105. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128x.2017.04.026
        摘要：针对高速受电弓上框架顶管、肘接连接管处裂纹故障，对故障产生的原因进行了分析，提出了改进方案。通过仿真分析软件计算，对上框架原结构与改进方案进行对比，确定了最终改进方案。经测试分析，证明新型改进方案是有效的。  
        关键词：高速受电弓;上框架;裂纹;仿真分析;结构优化   
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        发布时间：2021-12-13
      • 刘 霞,张彦民,郝凤荣,王 威
        2017(4): 110. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128x.2017.04.027
        摘要：介绍电力机车蓄电池空气断路器的作用及使用方法，重点分析了蓄电池自动开关故障的原因，并针对蓄电池自动开关故障原因提出了2 种解决故障的方案：一是改造蓄电池充电器电路来改善蓄电池自动开关闭合时的冲击电流，延长蓄电池自动开关的电气寿命，通过增加控制系统复位接触器来避免复位控制系统时对蓄电池断路器进行操作；二是在控制电路中增加机械寿命更长的带直流接触器的闸刀开关，通过操作闸刀开关来开、合蓄电池电路，只保留蓄电池自动开关过载和短路保护的功能以延长其机械寿命。最后阐述了2 种方法各自的优缺点，以便用户选择合适的方案来解决机车蓄电池自动开关故障的问题。  
        关键词：蓄电池;空气断路器;闸刀开关;直流接触器;电力机车   
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        发布时间：2021-12-13
      • 王文斌
        2017(4): 113. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128x.2017.04.028
        摘要：机车轮对是铁路机车走行部的重要部件，其技术质量直接影响到铁路行车安全。针对HXD2C 型机车在侯马北机务段投入运用以来出现的轮对踏面剥离问题，通过对运行线路信息、HXD2C 型机车轮对踏面剥离情况、轮对材质、用砂质量等情况跟踪分析，找到HXD2C 型机车轮对踏面剥离相关原因，提出减少 HXD2C 型机车轮对踏面剥离问题的具体措施。经过运用验证效果显著，为解决铁路机车轮对踏面剥离问题提供了一定的理论依据。  
        关键词：HXD2C 型机车;轮对;踏面剥离   
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        发布时间：2021-12-13
      • 吕建光
        2017(4): 117. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128x.2017.04.029
        摘要：为解决HXD1C 机车运用过程中发生的辅助变流器中间直流电压过高的问题，分析了HXD1C 机车辅助变流器的配置及其输出电压与输出频率关系，根据三相异步电机再生制动的原理，找出辅助变流器中间直流过压的原因，采取优化软件参数使机车主断路器断开之后将辅助变流器的输出频率维持不变的措施，彻底解决了HXD1C 机车过分相时辅助变流器直流过压的故障。  
        关键词：HXD1C 机车;辅助变流器;三相异步电机;再生制动;中间直流过压   
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        发布时间：2021-12-13
      • 苗俭威
        2017(4): 120. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128x.2017.04.030
        摘要：直线电机（LIM）车辆在广州地铁运用以来，列车直线电机多次出现烧损、槽楔下沉以及绝缘电阻过低的故障。分析了广州地铁4 号线车辆直线电机典型故障案例，探讨了直线电机运行过程中的一些常见故障原因，提出了提高直线电机运行可靠性的措施。  
        关键词：4 号线车辆;地铁;直线电机;故障分析   
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