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轨道交通电力牵引技术平台与创新

发布时间:2014-12-02 13:17:52 编辑:jinrui
本文摘要:——北车大连电力牵引研发中心有限公司副总经理蔡景荣


 
 北车大连电力牵引研发中心有限公司副总经理蔡景荣
一、公司介绍
 
  北车大连电力牵引研发中心有限公司,是中国北车股份有限公司旗下全资子公司,成立于2001年3月,成立以来始终致力于网络控制技术、电流技术、电传动系统集成,三大核心技术及产品的开发。我们基本上走过了三个过程:
 
  第一、成立之初的第一个五年,相当于我们北车分支机构在大连,主要从事基础技术的研发。
 
  第二,第二个五年,主要是电力牵引核心技术工程化的应用。
 
  第三、第三个五年,今年是第三年,去年我们已经变成了全资的子公司,已经基本上走出一条依托核心技术,实现快速发展的高薪技术企业的腾飞之路。目前公司呈两部一基地,总部在大连沙河口区,占地面积1500平米,主要是公司的管理层,还有电流和电传动系统的开发,另外还有高新园区分部,1500平米,主要是网络控制的产品研发。6万平米的旅顺基地,主要是国家重点实验室,还有牵引传动系统和网络控制系统的产品制造和实验。研发中心走过了13年的历程,到目前应该是说各方面的能力,还有资质完全具备,牵引和控制系统集成和配套。
 
  能力资质获取
 
  2008年,借助原铁道部科研开发项目,正式成为中国铁路总公司(原铁道部)机车、动车组、铁路工程机械牵引与控制产品的研制配套单位。
 
  2009年,自主化城轨车辆(包括轻轨车辆、地铁车辆)网络控制系统顺利通过中国交通运输协会组织的专家评审,成为国家第一家自主网络控制系统的市场配套单位。
 
  2010年,我们轻轨车辆牵引系统也通过发改委中交协的评审,成为国家第一家自主化轻轨,现代有轨电车牵引系统配套单位。
 
  2012年底我们又通过了中交协组织的地铁车辆牵引系统的评审,从2013年1月18日正式成为国家发改委认可的地铁车辆牵引系统,市场招投标配套单位。
 
  产品应用领域
 
  机车动车组、城轨车辆领域,工程机械领域,还有相关多样化。
 
  我们目前的产品在地铁,现代有轨电车,机车动车组,还有工程机械,还有其他的电动机车船舶海洋等领域,牵引和传动系统都有广泛的应用。大连电牵公司集众所长,依托自身在轨道车辆电传动系统方面积累的技术优势,依托自身车载网络控制系统,电流和控制技术,交流传动系统集成和实验能力优势,形成了完备的具有完全自主知识产权的,牵引系统和网络控制系统开发能力。
 
  大连电牵公司为北京、重庆、沈阳、长春、大连、孟加拉、伊朗、埃塞俄比亚、阿根廷等国内外轨道车辆提供了成熟可靠优质的轨道车辆牵引和控制系统,形成具有完全自主知识产权的机车车辆牵引和控制系统技术平台和产品平台。技术水平达到了国际先进。
 
二、机车车辆牵引和控制系统的技术平台
 
  从2006年以来我们借助完全自主知识产权的“北车心”这样一个项目,是我们北车核心的这么样一个产品和项目。机车牵引和控制系统产品,经过了核心技术的突破,运用考核,工程化运用等阶段,目前北车六轴机车在线运行20台,八轴机车在线运行295台。
 
  我们核心工程运用技术主要有三个方面,网络控制技术、四象限电气(音)控制技术、还有牵引列电气控制技术(音)。
 
三、城轨车辆牵引系统和网络控制系统的技术平台
 
  轻轨车辆
 
  2009年,实现了长春轻轨车辆牵引与控制系统完全自主化批量应用。已经形成的技术平台有:
 
  1、牵引变流器、辅助电源箱等主要系统产品顶置式安装,采用轻量化设计,降低车辆耗能及车辆载荷;
 
  2、CANopen、TCN网络总线技术,可动态重联短编组,在提供完善网络功能的前提下降低系统成本;
 
  3、牵引系统电机功率一般在120kW左右,采用轴控技术,提供更精确的控制方案和车辆运行可靠性;
 
  4、独立的辅助逆变供电和具有软开关控制的充电机供电技术,提供更好的辅助电源解决方案。
 
  在线运行车辆数:2000辆。
 
  现代有轨电车
 
  2012年,沈阳浑南70%、100%现代有轨电车牵引与控制系统,实现在国内首次同时支持接触网供电和车载超级电容储能供电两种供电模式运行,为城市现代有轨电车提供了节能环保的全新解决方案。
 
  已经形成的技术平台:
 
  1、储能供电技术应用,提供区间无触网和全线无触网解决方案;
 
  2、能量管理技术应用,吸收车辆电制动回馈能量,用于车辆再次牵引,降低车辆能耗,优化能量的合理控制;
 
  正在研究的技术平台:
 
  1、独立轮控技术,每个车轮由单独电机进行驱动,通过电气控制,利用对左右电机的的转速控制,从而实现对独立轮对的主动导向,通过线路小曲线;
 
  2、永磁电机牵引控制系统,提供基于永磁电机的车辆牵引系统解决方案,实现低传动能耗的传动系统,实现转向架空间的节约化,降低系统噪声,提高系统可靠性。
 
  在线运行车辆数:150辆。
 
  地铁车辆
 
  2009年,我们北京地铁15号线是咱们国内第一个自主化的网络控制系统的配套,这个网络系统我们和长客股份公司共同开发,另外2012年实现了大连快轨3号线自主化牵引系统配套运营与验证,取得了发改委对地铁牵引系统招投标的认可。
 
  已经形成的技术平台:
 
  1、先进的牵引电机矢量控制技术,确保牵引系统性能良好发挥;
 
  2、优异的再生制动控制性能,服务用户节能降耗;
 
  3、成熟的防滑/防空转控制技术,确保车辆全天候可靠发挥性能优势;
 
  4、实用的静止逆变器紧急启动技术,确保整车在蓄电池亏电情况下应急启动;
 
  5、自主、完善、智能的PTU诊断技术配置,方便车辆调试和维护、检修;
 
  6、牵引系统使用于目前国内主流的直流750V、1500V供电网络,牵引逆变器功率最大可达1200kVA,满足国内地铁A/B型车辆牵引能力需求;
 
  正在研究的技术平台:
 
  1、蓄电池应急牵引技术,可通过蓄电池直接作为车辆动力来源,支持车辆低速走行至安全区域,降低车辆运营风险。
 
  2、牵引电机无速度传感器控制技术,提高系统可靠性,降低车辆故障风险;
 
  在线运行车辆数:500辆。
 
四、轨道交通电力牵引技术创新
 
  技术创新目标
 
  “系统级”:开发自主化的机车车辆、城市轨道交通完牵引系统,借助走出去,实现“产品+技术”双出口推进,形成自主开发配套能力。
 
  “部件级”:在电力牵引核心部件方面,形成了覆盖机车、动车组、城轨车辆及相关多元化领域的电力牵引核心部件(如TCU、ACU、CCU、RIOM等)自主研发和配套能力。
 
  “底层”:在核心底层技术研发层面,将在底层协议(WTB/MVB网关底层协议)、核心算法(动车组牵引控制核心软件算法)、核心控制芯片(MVBC01自主化替代)等方面实现深度突破和自主化掌握,从核心底层彻底打破国外在此类技术领域的长期垄断。
 
  技术创新基础
 
  目前,我们单位是北车(捷克)科技开发有限公司组建和运营管理单位;中国北车—捷克布拉格工大牵引与控制技术联合研发中心组建和运营管理单位;动车组和机车牵引与控制国家重点实验室承建和运行依托单位;辽宁省轨道交通装备电传动及控制工程技术研究中心挂靠单位;中国北车—北京交大电传动技术分院参与管理单位
 
  技术创新方法
 
  我们采取技术方法也是三级。搭建中国北车-捷克布拉格工大牵引与控制技术联合研发中心、动车组和机车牵引与控制国家重点实验室、辽宁省轨道交通装备电传动及控制工程技术研究中心在内的“国际”、“国家级”、“省级”三级技术创新支撑体系。
 
  与北京交通大学、西南交通大学、清华大学及清软英泰公司等高校和企业建立了长期、稳定的科研合作关系。
 
五、电力牵引核心技术的超前创新
 
  我们承载着北车电力牵引核心技术超前研发,核心芯片,基于核心芯片MVBC01的高性能控制单元,网络控制核心部件,轨道交通实践记录,与管理装置与系统,新一代网络控制技术。
 
  1、高技能网关的研究。可以配置为UIC网关,也可以配置为TCN网关。实现了与庞巴迪、西门子等网关的互联互通。
 
  2、大功率电机车的粘滑控制技术优化的进一步研究,还有一部电机技术研究。永磁电机牵引系统的研究,无速度传感器矢量控制系统研究,车载新型储能技术研究。
 
  3、永磁电机牵引系统研究、无速度传感器矢量控制技术研究、车载新型储能技术研究
 
  我们大连电牵公司作为国内从事轨道交通装备,电力牵引和控制核心技术的企业,虽然我们走过的路比较短,在国家和各级政府政策的支持下,一直以客户为中心,通过引进合作置身钻研,我们已经站在了一个较高的一个起点。我们有信心也有能力为客户提供先进、成熟、经济、实用、可靠的牵引控制系统产品,迅速响应客户每一个要求,为客户提供高效增值的服务
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