北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院電氣傳動控制系

 

　　電氣傳動與控制工程系（簡稱電控系）主要承擔(dān)電力電子與電力傳動、檢測技術(shù)與自動化裝置等專業(yè)的教學(xué)和科研任務(wù)?，F(xiàn)有教授3人、博士生導(dǎo)師3人；副教授7人。在電氣工程和控制科學(xué)與工程兩個一級學(xué)科招收博士生和碩士生。

 

　　電氣傳動與控制工程系的前身是成立于1986年的電氣工程系，2004年更名為電氣傳動與控制系。經(jīng)過多年積累和發(fā)展，我系在電力電子與電力傳動、檢測技術(shù)與自動化裝置、電工理論與新技術(shù)、載運(yùn)工具運(yùn)用工程等二級學(xué)科開展相關(guān)的教學(xué)和研究工作。在軌道交通牽引傳動裝備、列車通信網(wǎng)絡(luò)、傳感器網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)控制、節(jié)能環(huán)保裝置、計算機(jī)測控系統(tǒng)等方面積累了一批科研成果，培養(yǎng)了一批國家急需的高科技人才。

 

　　電控系近5年，主持國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目1項(xiàng)，面上項(xiàng)目2項(xiàng)；國家863項(xiàng)目4項(xiàng)，國家科技支撐計劃項(xiàng)目6項(xiàng)，鐵道部重點(diǎn)項(xiàng)目3項(xiàng)，教育部重點(diǎn)項(xiàng)目1項(xiàng)，獲得國家發(fā)明專利16項(xiàng)。承擔(dān)的國家級課題、獲得的發(fā)明專利等指標(biāo)位居國內(nèi)電氣工程領(lǐng)域同等系所的前列。

 

　　PART I 教學(xué)和學(xué)生培養(yǎng)工作

 

　　1、教學(xué)工作

 

　　電控系承擔(dān)本科生主干課程5門（自動控制理論、電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電力電子技術(shù)）；同時承擔(dān)本科生電力牽引控制技術(shù)、現(xiàn)代控制理論、信號與系統(tǒng)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場總線、傳感器技術(shù)、電測技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)、電力電子應(yīng)用技術(shù)、計算機(jī)仿真、電氣控制與PLC、電力拖動自動控制系統(tǒng)、交流電機(jī)變頻調(diào)速等課程教學(xué)和教研工作。電控系有北京市示范實(shí)習(xí)基地一個。每年可組織學(xué)院一半人數(shù)的畢業(yè)生實(shí)習(xí)。

 

　　電控系承擔(dān)研究生課程包括電力電子電路與系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信與控制網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)代控制理論等主要學(xué)位課。

 

　　電控系教師在承擔(dān)繁重的教學(xué)之余，積極開展教學(xué)研究工作，取得了一些標(biāo)志性教學(xué)成果獎，包括：

 

　　葉晶晶老師獲得第八屆北京市青年教師教學(xué)基本功比賽三等獎。

 

　　王立德教授指導(dǎo)學(xué)生獲得第一屆全國大學(xué)生節(jié)能減排社會實(shí)踐與科技競賽一等獎

 

　　王昕老師北京交通大學(xué)第六屆青年教師教學(xué)基本功比賽一等獎。

 

　　王立德、邱瑞昌、胡小剛、湯鈺鵬、黃彧、張和生、葉晶晶、王昕、徐春梅、李杏春獲得學(xué)校優(yōu)秀主講教師稱號。

 

　　PART II 主要科研成果

 

　　1、軌道交通牽引傳動及能饋式供電裝備

 

　　電控系軌道交通牽引傳動裝備研究室在地鐵牽引傳動、低地板車牽引傳動、城軌能饋式牽引供電、直線電機(jī)牽引傳動、高速鐵路安全等方面，聯(lián)合長春客車股份有限公司、西安鐵路信號有限責(zé)任公司、北京千駟馭電氣有限公司、北京城建設(shè)計總院、北京地鐵、廣州地下鐵道總公司等國內(nèi)外知名研究所和企業(yè)，開展產(chǎn)學(xué)研用合作。掌握了軌道交通電力牽引系統(tǒng)建模、四象限變流器控制、牽引電機(jī)變流控制、高頻輔助電源、最優(yōu)黏著控制、故障檢測和診斷、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、損傷評估及壽命預(yù)測、安全性預(yù)測與控制、動態(tài)修程修制等核心關(guān)鍵技術(shù)，取得了一系列創(chuàng)新性成果。

 

　　1）低地板輕軌車的牽引及輔助變流系統(tǒng)

 

　　該裝備源自"十一五"國家科技支撐計劃重點(diǎn)項(xiàng)目：100%低地板輕軌車研制。該設(shè)備已經(jīng)應(yīng)用于我國首列100%低地板輕軌車的牽引及輔助變流系統(tǒng)，在長春輕軌完成5000公里的正線運(yùn)行試驗(yàn)，進(jìn)入載客試運(yùn)營階段。

 

　　2）地鐵A型車牽引及輔助變流器

 

　　地鐵牽引變流器基于國家"十一五" 項(xiàng)目："城市軌道交通能饋式牽引供電系統(tǒng)及牽引傳動系統(tǒng)研制"，(2007BAA12B07），具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，應(yīng)用于地鐵牽引傳動系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)牽引電機(jī)驅(qū)動及控制，具有模塊化、輕量化、低噪聲等特點(diǎn)，可完全替代國外進(jìn)口系統(tǒng)。該設(shè)備已通過鐵道部產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心機(jī)車車輛檢驗(yàn)站型式試驗(yàn)，并在廣州地鐵1號線完成裝車試驗(yàn)，進(jìn)入試用階段。

 

　　3）能饋式牽引供電裝置

 

　　能饋式牽引供電裝置基于國家"十一五" 項(xiàng)目："城市軌道交通能饋式牽引供電系統(tǒng)及傳動系統(tǒng)研制"，(2007BAA12B07），集能量回饋、牽引供電、提高供電品質(zhì)、功率因數(shù)及諧波補(bǔ)償?shù)裙δ苡谝惑w，設(shè)備綜合性價比高。

 

　　該裝置2010年4月通過鐵道部產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心機(jī)車車輛檢驗(yàn)站型式試驗(yàn)，并于2011年3月在廣州地鐵四號線新造車輛段進(jìn)行掛網(wǎng)試驗(yàn)，運(yùn)行安全可靠,節(jié)能效果明顯；并將在北京和天津地鐵線路試運(yùn)行。

 

　　4）直線電機(jī)牽引變流器

 

　　直線電機(jī)牽引變流器基于國家"十一五"最新科技成果（項(xiàng)目："新型直線電機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及裝備研制"，編號：2008BAG11B00），其用于為直線電機(jī)提供所需交流電源，采用帶邊端效應(yīng)補(bǔ)償?shù)氖噶靠刂品椒?，?shí)現(xiàn)高性能直線電機(jī)牽引控制。

 

　　該設(shè)備已在內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特市的新型直線電機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)試驗(yàn)線上裝車試驗(yàn)，累計運(yùn)行3年，各項(xiàng)功能完全達(dá)到設(shè)計指標(biāo)。

 

　　2、列車控制通信網(wǎng)絡(luò)

 

　　電控系牽引控制與網(wǎng)絡(luò)研究室在列車通信網(wǎng)絡(luò)（TCN、ARCNET等）、軌道交通故障檢測與診斷系統(tǒng)、自動化測試等方面，與南車集團(tuán)青島四方股份、浦鎮(zhèn)車輛有限公司、株洲所，北車集團(tuán)長春客車股份有限公司、大連機(jī)車有限公司，昆明鐵路局，太原鐵路局等單位開展深入合作，相繼開發(fā)研制了一批擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品和技術(shù)平臺，形成了自己的專業(yè)特色，并在列車通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)時性及可靠性，軌道車輛綜合監(jiān)控，高速列車狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷領(lǐng)域進(jìn)行了深入的理論研究，發(fā)表了一系列學(xué)術(shù)論文。

 

　　1）自主研發(fā)列車通信網(wǎng)絡(luò)相關(guān)核心設(shè)備。

 

　　依托鐵道部科技開發(fā)計劃和校企聯(lián)合，自主研發(fā)了一系列擁有自主知識產(chǎn)權(quán)基于SOPC技術(shù)的TCN設(shè)備，并應(yīng)用在昆明鐵路局SS3B電力機(jī)車、北京地鐵十五號線等軌道交通領(lǐng)域。

 

　　2）基于網(wǎng)絡(luò)的車載故障診斷系統(tǒng)

 

　　通過技術(shù)手段對機(jī)車關(guān)鍵部件進(jìn)行故障監(jiān)測和診斷，在設(shè)備發(fā)生故障時可及時發(fā)現(xiàn)并確定故障部位，記錄故障過程，通過司機(jī)室顯示屏等向司乘人員報警并提示排除故障方法或采取應(yīng)急措施的建議等是該系統(tǒng)的主要目標(biāo)。該系統(tǒng)已在太原鐵路局湖東機(jī)務(wù)段、昆明鐵路局昆明機(jī)務(wù)段等安裝運(yùn)用，運(yùn)行良好，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。該系統(tǒng)曾在2010年上海第九屆中國國際現(xiàn)代化鐵路技術(shù)裝備展和2011年第十四屆中國北京國際科技產(chǎn)業(yè)博覽會上展出，受到廣泛關(guān)注。

 

　　3、傳感器網(wǎng)絡(luò)、電傳動系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)控制

 

　　電控系交通信息與網(wǎng)絡(luò)控制（TINC：Traffic Information and Networked Control）研究室主要從事傳感器網(wǎng)絡(luò)、電傳動系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)控制、狀態(tài)監(jiān)測、現(xiàn)場總線等方面的研究和開發(fā)工作。研究室與南車集團(tuán)株洲電力機(jī)車有限公司、沈陽鐵路局、西安鐵路局、北京市交管局等單位合作，研究開發(fā)了道路交通信息采集的傳感器網(wǎng)絡(luò)、電傳動系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)控制和狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、分布式污水流量監(jiān)測系統(tǒng)等。

 

　　1）道路交通信息采集傳感器網(wǎng)絡(luò)

 

　　依托國家863項(xiàng)目和國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，開發(fā)了道路交通信息采集無線傳感器節(jié)點(diǎn)、可組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)、多功能網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，并在實(shí)際道路上通過了試驗(yàn)。

 

　　2）電傳動系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)控制和狀態(tài)監(jiān)測

 

　　利用Ethernet，實(shí)現(xiàn)電傳動系統(tǒng)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制，并實(shí)現(xiàn)電傳動系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測的網(wǎng)絡(luò)傳輸。

 

　　4、節(jié)能減排

 

　　電控系積極在節(jié)能技術(shù)，特別是異步電機(jī)運(yùn)行節(jié)能、混合動力汽車集成控制節(jié)能、新能源汽車節(jié)能電機(jī)、異步電機(jī)運(yùn)行節(jié)能等方面開展了長期的研究。在減排方面，開發(fā)出了分布式污水流量監(jiān)測系統(tǒng)、遠(yuǎn)程分布式監(jiān)測系統(tǒng)。

 

　　1）混合動力客車整車集成與控制技術(shù)

 

　　與清華大學(xué)汽車工程系合作，依托于北京市科委項(xiàng)目和校企聯(lián)合，針對城市客車用單軸并聯(lián)混合動力系統(tǒng)，形成了系統(tǒng)設(shè)計、匹配、集成、開發(fā)與測試的系列技術(shù)。動力系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)、離合器、變速箱、動力鋰電池、電機(jī)和整車控制模塊，其中動力鋰電池及其管理系統(tǒng)、整車控制模塊均為自主開發(fā)的國產(chǎn)設(shè)備。目前樣車已經(jīng)運(yùn)行超過一萬公里，與同型號傳統(tǒng)客車相比，駕駛舒適性與平順性相當(dāng)?shù)那闆r下平均節(jié)油率超過25%。

 

　　2）污水流量監(jiān)測系統(tǒng)

 

　　依托鐵道部重點(diǎn)項(xiàng)目：鐵路污染物排放監(jiān)測重點(diǎn)技術(shù)研究，開發(fā)了污水流量的分布式廣域監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過實(shí)驗(yàn)室測試并在沈陽鐵路局部署。

 

　　PART III 近幾年獲得的國家發(fā)明專利、承擔(dān)的國家級課題

 

　　1、電控系教師作為第一發(fā)明人獲得的國家發(fā)明專利

 

　　通過估算內(nèi)燃機(jī)車疲勞壽命而確定機(jī)車大修周期的方法 ZL 2008 1 0117045.1

 

　　一種基于PWM整流器的牽引供電裝置及控制方法 ZL 2008 1 0103529.0

 

　　一種混合式牽引供電裝置及控制方法 ZL 2008 1 0103678.7

 

　　一種模塊化的能量回饋式牽引供電裝置及控制方法 ZL 2008 1 0103678.8

 

　　大功率模塊化直流供電裝置及控制方法 ZL 2008 1 0115163.9

 

　　100% 低地板車獨(dú)立輪牽引傳動系統(tǒng)及控制方法 ZL 200 8 1 0104587.5

 

　　一種基于PWM整流器的牽引供電裝置ZL 2008 2 0079799.8

 

　　一種模塊化的能量回饋式牽引供電裝置 ZL 2008 2 0079919.4

 

　　一種混合式牽引供電裝置 ZL 2008 2 0079983.2

 

　　感應(yīng)電機(jī)的網(wǎng)絡(luò)控制方法及其裝置 ZL 2008 1 0239828.7

 

　　基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的交通狀態(tài)獲取方法及其裝置. ZL 2009 1 0078177.2

 

　　一種獲取城市道路交通狀態(tài)的傳感器網(wǎng)絡(luò) ZL 2009 1 0077682.5

 

　　面向軌道交通安全評估的分布式檢測裝置 ZL 2008 1 0056198.X

 

　　感應(yīng)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的分布式監(jiān)控系統(tǒng) ZL 2008 1 0056197.5.

 

　　道路交通信息采集的多傳感器接入裝置及其數(shù)據(jù)融合方法 ZL 2008 1 0057549.9

 

　　道路交通信息采集傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)裝置及其數(shù)據(jù)傳輸方法 ZL 2008 1 0057393.4

 

　　2、電控系教師主持的國家級課題

 

　　1）國家自然科學(xué)基金

 

　　國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目--高速鐵路基礎(chǔ)研究聯(lián)合基金 高速鐵路電力牽引系統(tǒng)的安全性預(yù)測與控制（U1134204）

 

　　國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目：車路通信環(huán)境下協(xié)同感知網(wǎng)絡(luò)建模分析與數(shù)據(jù)獲取方法（61174179）

 

　　國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目：交通信息采集的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)建模與信息協(xié)同處理方法研究（60874079）

 

　　2）國家863項(xiàng)目

 

　　動力系魯棒檢測、濾波和網(wǎng)絡(luò)化在途故障診斷系統(tǒng)研制（編號：2011AA110503）

 

　　交通狀態(tài)獲取的新型傳感器、傳感器網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化與融合（2006AA11Z231）

 

　　3）國家支撐計劃項(xiàng)目

 

　　城軌列車動力系統(tǒng)的控制與安全保障系統(tǒng)研制（編號：2011BAG01B05）

 

　　高速列車牽引傳動與制動系統(tǒng)仿真（編號：2009BAG12A05）

 

　　新型直線電機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及裝備研制（編號：2008BAG11B03）

 

　　城市軌道交通能饋式牽引供電系統(tǒng)及牽引傳動系統(tǒng)研制（編號：2007BAA12B07）

 

　　低地板輕軌車牽引傳動控制技術(shù)開發(fā)及裝備研制（編號：2006BAG02B06）

 

　　低地板車牽引系統(tǒng)地面聯(lián)調(diào)試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)（編號：2006BAG02B06）

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