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高速列车永磁同步牵引电机的控制系统研究
| 论文题名： | 高速列车永磁同步牵引电机的控制系统研究 |
| 关键词： | 牵引电机;永磁同步电机;无传感器控制;空转识别;带速重投;高速列车 |
| 摘要： | 高速列车靠电力牵引系统为其提供所需要的动力，应高速铁路系统快速发展的需要，并且交流调速技术具有良好性能，于是电力牵引电机控制系统将具有优良性能的矢量控制方法及直接转矩控制方法视为第一选择。引入无传感器控制的思想可以最大程度的提高系统的抗干扰的能力，并能降低资金上的投入。目前存在于电力牵引控制系统的主要问题有带速重投、空转识别及防空转控制、无传感器运行等。 论文以永磁同步电机的基本原理建立数学模型，进而对永磁同步电机成为牵引电机的可行性进行分析，讨论牵引电机的直接转矩控制策略，研究牵引加速工况及短时失电时，牵引永磁同步电机在该情行下的各参数的变化情况。为使高速列车永磁同步牵引电机控制系统得到更良好的运行性能，采用滑模观测理论来实现控制系统的无传感器运行。牵引电机在惰行工况下运行会经常出现，准确估计电机的运行状态参数在带速重投过程中仍然是需要的，为了解决在短时失电情况下滑模观测理论对牵引电机状态估计失效的问题，采用短路电流矢量法同时发生两次短时间的短路在过分相运行即将结束时，通过短路电流值估计出电机重投时刻的运行状态参数。 为了对高速列车永磁同步牵引电机的空转识别及防空转控制系统进行研究，将高速列车的电气仿真模型以及动力学模型通过Matlab/Simulink平台进行建立，在此基础上对基于负载转矩的滑模观测器的控制系统的空转识别进行仿真试验。当空转在列车运行时发生，粘着力在轮轨之间的作用变小，随之减小的是通过牵引电机输出的负载转矩。由仿真试验结果可知，变化幅度极大的是负载转矩的微分值。正是由于电气量时间常数小的特点，论文针对牵引电机电气量参数，用设计的负载转矩的滑模观测器对电机的负载转矩进行观测，高速列车的空转可以通过观测的数值进行识别。仿真结果证明，论文所述方法更为可靠、迅速。 |
| 作者： | 宋承霖 |
| 专业： | 电机与电器 |
| 导师： | 王庆贤 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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