列車電力牽引傳動與故障診斷虛擬仿真實驗

列車電力牽引傳動與故障診斷虛擬仿真實驗是中南大學建設的虛擬仿真實驗課程。

基本介紹

• 中文名：列車電力牽引傳動與故障診斷虛擬仿真實驗
• 建設院校： 中南大學
• 課程負責人： 李蔚
• 授課教師：陳春陽、韓錕、肖友剛、劉友梅

課程性質

課程背景

列車電力牽引傳動系統被喻為“機車之芯”，掌握列車電力牽引傳動控制與故障診斷技術是解決該領域複雜工程問題的必備技能，通過大量具有真實背景的實驗是獲得此技能的有效途徑，但高速、高電壓、高能耗、不可試錯、運行工況複雜、故障復現難等因素使列車電力牽引傳動的實車實驗的開展非常困難，藉助虛擬仿真平台再現實車實驗場景，通過沉浸式自主學習，提升學生解決複雜工程問題的綜合能力，就勢所必然地成為首選。

教學目標

本虛擬仿真實驗基於列車牽引電傳動系統的真實背景，在培養學生系統的綜合分析能力實驗設計能力、解決複雜故障能力等方面達到如下目的:

1)設計不同工況下，四象限脈衝整流器的能量轉換、功率因素調整、多重四象限的諧波抑制機理探究實驗，並可視化呈現實驗結果，揭示四象限脈衝整流器的關鍵工作機理;

2)設計牽引驅動的動態調節過程，可視化呈現中間直流環節的過壓、過流、斬波保護、二次諧波吸收現象，得出中間直流環節的關鍵影響因素;

3)在電力機車運行線路及工況變化條件下，針對逆變器及電機的實驗設計可選擇不同電力電子器件、不同結構參數及調製方式，研究電機轉矩及轉速控制機理，並可視化呈現實驗結果，探明逆變器調製、電機轉矩及轉速控制的核心思想;

4)針對列車牽引傳動系統的元件故障、相構件故障、高電壓下的過壓、過流、逆變擊穿、逆變失敗、變壓器過壓、過流、過溫及短路等難以實車實驗的系列故障，設計故障仿真和虛擬診斷實驗，引導學生分析故障根源及可能導致的嚴重後果，並可視化呈現故障演化全過程，形象揭示導致嚴重後果的問題關鍵，分析實車運營中將由此導致的重大損失，激勵學生的責任感和擔當感。