原文传递
基于定子磁链定向的双馈直线电机控制系统研究
| 论文题名： | 基于定子磁链定向的双馈直线电机控制系统研究 |
| 关键词： | 城市轨道交通列车;双馈直线电机;矢量控制;定子磁链 |
| 摘要： | 随着城市轨道交通系统的发展，城市轨道交通列车产用直线电机驱动已经受到了越来越多的关注。因其小转弯半径，直接驱动，良好的攀爬能力等优点，而广泛应用于城市轨道交通系统，其中应用最多的直线电机是线性同步电机和直线感应电动机，双馈直线电机具有线性同步电机和直线感应电动机的特点，它可以实现异步、同步和双馈操作模式。本文在研究双馈直线电机时，先对其控制技术进行研究，然后对其运用在城轨中的不同线路的时间、速度的匹配问题进行分析推导，在考虑无功功率的情况下，得到最优电机控制模式的匹配。 首先在旋转电机基础上，运用电机统一理论的知识，对双馈直线电机的工作原理进行了较详细地阐述，并在d-q坐标系下建立了等效数学模型。选择定子磁链作为定向矢量，在此基础上对转速外环磁链外环和转速外环无功外环进行了推导并进行了对比，设计出双馈直线电机定子磁链定向的双闭环控制系统;得到二者在运用中的条件，在理论上分析二者的不同，从而建立各自的矢量控制框图。针对定子磁链外环动子侧电流的不完全解耦，设计出电压前馈补偿方法，并通过仿真证明采用电压前馈补偿动态响应快、解耦效果较好;针对磁链定向中磁链振荡的问题，选择磁链微分反馈方法对磁链外环进行分析与研究，并进行了仿真对比，证明磁链微分有效地抑制了磁链的振荡。通过对比磁链外环和无功外环，二者在稳态性能不分伯仲，但在响应速度上，无功外环比磁链外环快。 其次对双馈直线电机在不同工况下的能量问题进行分析，针对磁链外环控制下的定子侧和转子侧的能量进行了定量的计算分析，接着对转子侧能量问题进行了公式的推导，得到双馈直线电机转子侧能量守恒的通式。根据列车区间运行长度和消耗能量之间的关系，得到列车在不同速度下的时间匹配问题，并对匹配问题进行了推导。然后改变双馈直线电机的参数进行了分析和验证通式的准确性。通过分析得到了线路长度不等式和超同步和次同步时间不等式，解决了超同步和次同步的时间最小值和最大值问题。 最后通过对无功功率的分析，得到双馈直线电机在线路的速度和时间的匹配问题最佳匹配。通过对定子频率控制使得转子侧能量在满足列车运行的条件下，使列车尽可能长时间运行在同步工况下的频率关系式。 |
| 作者： | 颜足成 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 王滢 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
