电力牵引系统及其故障诊断技术PDF电子书下载

第1章　电力牵引系统概述 1

1.1　铁路与列车基础知识 1

1.2　电气化铁路与电力牵引概述 2

1.2.1 电力牵引 2

1.2.2　电力牵引的发展 3

1.3 电力牵引供电系统 4

1.3.1 电力系统与牵引变电所的电气联结 4

1.3.2　牵引变电所与牵引接触网的电气联结 8

1.4　电力机车和电动车组传动方式的分类及特点 11

1.4.1　直-直流传动方式 11

1.4.2　交-直流传动方式 12

1.4.3　交-直-交流传动方式 13

1.4.4　交-交流传动方式 14

1.4.5　直-交流传动方式 15

第2章　高速铁路与高速列车 16

2.1　什么是高速铁路 16

2.2　高速铁路发展概况 17

2.3　高速铁路的主要技术问题 21

2.3.1　高速铁路的运营调度和信息管理 22

2.3.2　高速铁路的线路和养护 22

2.3.3　高速列车的牵引动力、制动与车辆结构 27

2.3.4　高速铁路列车控制及诊断技术 30

2.3.5　可靠的供电受流技术 30

2.4　京沪高速铁路 31

2.4.1　京沪高速铁路主要技术参数 31

2.4.2　京沪高速铁路工程概况 32

2.4.3　京沪高速铁路总体设计 32

第3章　列车牵引计算基础 34

3.1　概述 34

3.1.1　列车牵引计算学科的性质和内容 34

3.1.2　对列车运行有直接影响的力 34

3.2　电力机车和电动车组的牵引力及其牵引特性 35

3.2.1　牵引力的产生与轮轨间的粘着 35

3.2.2　电力机车牵引特性 37

3.2.3　高速列车牵引特性的计算 39

3.3　列车运行阻力 43

3.3.1　列车阻力的定义及分类 43

3.3.2　基本阻力 43

3.3.3　附加阻力 45

3.3.4　加算坡道阻力、加算坡道千分数及列车长度对附加阻力计算的影响 47

3.3.5　线路纵断面的化简 48

3.3.6　线路纵断面化简实例 50

3.3.7　列车运行阻力的计算 53

3.4　列车制动力及其制动距离计算 53

3.4.1　制动力的产生与限制 53

3.4.2　闸瓦摩擦系数 54

3.4.3　闸瓦压力的计算 55

3.4.4　列车制动力计算 56

3.4.5　列车制动问题的解算 57

第4章　电力机车与电动车组 61

4.1 电力机车与电动车组概述 61

4.2　国产交直流电力机车 63

4.2.1 6Y1和6Y2型电力机车 63

4.2.2 SS1型电力机车 63

4.2.3 SS2型电力机车 63

4.2.4 SS3型、SS3型4000系和SS3B型电力机车 64

4.2.5 SS4型、SS4改型和SS4B型电力机车 65

4.2.6 SS5型电力机车 65

4.2.7 SS6型电力机车 66

4.2.8 SS7系列电力机车 66

4.2.9 SS8型电力机车 68

4.2.10 SS9型和SS9改型电力机车 68

4.2.11 主要进口电力机车 70

4.3 国产交流传动电力机车和电动车组 73

4.3.1 AC4000交-直-交流电力机车 73

4.3.2 DJ型交流传动高速客运电力机车 73

4.3.3 DJ1型交流传动货运电力机车 74

4.3.4 DJ2型交流传动高速客运电力机车 74

4.3.5　DJ3型交流传动高速客运电力机车 75

4.3.6　DJ4型与和谐号交流传动电力机车 76

4.3.7　“先锋”号交流传动电动车组 78

4.3.8　“中原之星”交流传动电动车组 78

4.3.9　和谐系列交流传动电动车组 78

4.4　法国的TGV动车组 80

4.5　德国ICE动车组 82

4.6　日本新干线动车组 83

第5章 电力机车和电动车组的主电路 88

5.1　概述 88

5.2　交直流电力机车的主电路 89

5.2.1 网侧电路 89

5.2.2　牵引电机的供电电路 90

5.2.3　整流调压电路及磁场削弱电路 92

5.2.4　电制动电路 95

5.2.5　保护电路 97

5.3　交流传动电力机车和电动车组的主电路 98

5.3.1 网侧电路 99

5.3.2　变流电路及其工作原理 99

5.3.3 AC4000交流传动电力机车的主电路 111

5.3.4 DJ3型（天梭号）交流传动客运机车主电路 113

5.3.5 CRH2型动车组主电路 114

5.3.6 ICE1和ICE2主电路 116

5.3.7 日本新干线300系高速动车主电路 119

第6章 电力机车和电动车组的辅助电源及辅助系统 123

6.1 电力机车和电动车组的辅助系统 123

6.2　电力机车和电动车组辅助设备的供电方式 124

6.3　电力机车辅助系统的劈相机供电 125

6.4 8K型电力机车的辅助电源 126

6.5 DJ3型交流传动客运电力机车的辅助电路系统 128

6.6　“先锋”号电动车组的辅助电路 128

6.7 CRH5型电动车组的辅助电路 132

6.7.1 概述 132

6.7.2　辅助电路构成 133

6.7.3 CRH5型电动车组的辅助系统保护 135

6.7.4 CRH5型电动车组的辅助变流器 135

6.8 国外高速列车的辅助供电系统 140

6.8.1 ICE-1高速列车的辅助驱动及其变流装置 140

6.8.2　法国TGV动力集中型高速列车的辅助系统 145

6.8.3 日本新干线高速列车的辅助供电系统 147

第7章　电力机车和电动车组的电气控制 151

7.1　概述 151

7.2　机车逻辑控制单元 155

7.2.1　机车逻辑控制单元概述 155

7.2.2　机车逻辑控制单元结构 156

7.3 国产交直流传动电力机车的有触点控制电路 157

7.3.1　整备（预备）控制电路 157

7.3.2　调速控制电路 165

7.3.3　保护控制电路 166

7.3.4　信号控制电路 167

7.4　交流传动电力机车和电动车组的控制系统 168

7.4.1　交流传动电力机车的结构与类型 169

7.4.2　交流传动电力机车的控制策略 169

7.4.3 中华之星电动车组主传动控制系统 172

7.5 CRH1动车组的牵引传动控制 175

第8章　列车通信网络基础 179

8.1　概述 179

8.2 TCN结构 180

8.3　我国列车通信网络的发展 184

8.4　铰接式列车总线WTB的主要技术特性 185

8.5　多功能车辆总线MVB的主要技术特性 187

8.6　中国列车运行控制系统CTCS 192

第9章 电力机车和电动车组的微机和网络控制 196

9.1　概述 196

9.2 SS9型电力机车的微机控制系统 200

9.2.1　微机控制柜的系统体系结构 201

9.2.2　微机控制系统的主要功能 203

9.2.3　主要技术参数 205

9.2.4　自检、故障诊断、记录和显示 206

9.2.5　微机控制系统的抗干扰措施 206

9.3 中华之星高速电动车组微机控制与通信系统 209

9.3.1　控制与网络系统构成 209

9.3.2　网络控制平台技术特点 209

9.3.3　列车分级控制 212

9.3.4　列车微机控制功能及技术特点 213

9.4 CRH型动车组微机与网络控制系统 215

9.4.1　概述 216

9.4.2　TCMS的主-从结构及配置 218

9.4.3　控制和信息传输 220

第10章 电力机车和电动车组测试试验技术 222

10.1　概述 222

10.2　电力机车和电动车组的试验 224

10.2.1 电力机车和电动车组的型式试验 224

10.2.2　电力机车和电动车组的例行试验 224

10.2.3 电力机车和电动车组的线路运用考核试验 225

10.2.4　电力机车与电动车组的试验机构 225

10.2.5　交流传动电力机车和电动车组试验系统 227

10.3　电力机车主要设备的地面测试及测试设备 230

10.3.1　受电弓试验系统 230

10.3.2　牵引变压器综合测试试验系统 230

10.3.3　主变流器微机测控试验系统 250

10.3.4　电力机车及高速动车组辅助变流装置试验台 253

10.3.5　铁路机车牵引电机试验 256

第11章　电力机车和电动车组的故障诊断技术 261

11.1 电力机车和电动车组故障诊断的意义与内容 261

11.1.1 电力机车和电动车组故障诊断的意义 261

11.1.2 电力机车和电动车组故障诊断的主要研究内容 261

11.1.3 电力机车和电动车组故障诊断方法分类 262

11.2　基于列车信息化车载平台的故障诊断系统研究 264

11.2.1　系统网络结构设计 264

11.2.2　系统网络拓扑分析 266

11.2.3　车载故障诊断系统设计 267

11.2.4　列车信息化车载平台 268

11.3　列车频带变化类故障的特征谱分析方法 271

11.3.1　频带变化类故障 271

11.3.2　特征谱分析方法原理 272

11.3.4　基于整周期等角度采样的频带故障分析方法 273

11.3.5　应用情况介绍 274

11.4　调制类故障的实时细化谱分析方法 275

11.4.1　调制类故障分析 275

11.4.2　实时细化谱分析方法原理 276

11.4.3　基于解析带通滤波的复调制细化谱分析方法 276

11.4.4　应用情况 278

11.5　车轴裂纹监测的信号历经谱分析方法 279

11.5.1　车轴裂纹振动的谐波分析问题 279

11.5.2　信号历经谱分析方法原理 279

11.5.3　应用成果 281

11.6　基于“能量-故障”的电力机车和电动车组主变流器故障辨识方法 282

11.6.1 电力机车和电动车组主电路 282

11.6.2　基于“能量-故障”的电力机车和电动车组主变流器故障辨识方法 283

11.6.3　应用成果 284

11.7　基于单位BP神经网络的机车牵引电机故障诊断方法 284

11.7.1　牵引电机故障 285

11.7.2　基于BP神经网络的诊断方法研究 285

11.7.3　训练好的BP神经网络的应用 288

11.8　电力机车和电动车组主变压器综合测试与故障诊断 288

11.8.1 电力机车和电动车组主变压器 288

11.8.2　电力机车和电动车组主变压器综合测试与故障诊断系统设计 289

11.8.3　应用成果 290

11.9　列车轮对状态的融合监测系统研究 291

11.9.1　现有列车状态监测方法的不确定性分析 291

11.9.2　列车轮对融合监测系统设计 291

11.9.3　应用成果 293

11.10　电力机车和电动车组安全状态监测及故障预警的专家系统 295

11.10.1　专家系统整体结构设计 295

11.10.2　专家系统的软件开发与实现 295

参考文献 306

附录：主要缩略语中英（外）文名称对照表 310

后记 313