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原文传递电力机车过分相牵引电机暂态特性研究

论文题名：	电力机车过分相牵引电机暂态特性研究
关键词：	牵引电机;电力机车;暂态特性;矢量控制
摘要：	电力机车作为电气化铁道的运载者，是铁路运输的关键设备之一，电力机车在过分相区域运行时频繁变换各种状态，处于不同的暂态过程，将会产生高幅值的冲击电压或冲击电流，导致电力机车上变流、变频装置的器件、设备的击穿与损坏，严重地影响到铁路的正常运输，因此全球学术界、电气化铁路运营商、监管机构等纷纷开展了对电力机车过分相暂态过程的研究工作，以保证机车的安全运行。本文以CRH2型电力机车为研究对象，根据牵引电机的工作原理，采用电压方程、磁链方程、转矩方程、运动方程等系统化分析方法，建立电力机车过分相牵引电机的数学模型；系统地研究了电力机车过分相牵引电机暂态过程的机理和暂态运行特性，分析了影响牵引电机暂态变化的因素；采用了Matlab/Simulink将模型参考自适应控制系统与车网联合动态模型相结合，实现了过分相过程中牵引电机转速的辨识，优化了牵引电机暂态性能，提高牵引电机矢量控制的准确性。主要研究内容如下：　　（1）归纳了几种最常见的电力机车过分相方式，研究了电力机车过分相过电压产生的机理，分析了暂态过电压对牵引电机的电流、输出转矩、转速以及效率的影响。　　（2）依据牵引电机的基本结构、工作原理和定子与转子之间的约束关系，分析了牵引电机在ABC坐标系和??0坐标系中的运动方程以及矢量控制的基本原理，采用电压方程、磁链方程、转矩方程、运动方程等系统化分析方法，建立电力机车牵引系统的数学模型。　　（3）以CRH2型动车组电力机车为研究对象，研究了电力机车过分相过电压暂降阶段和过电压暂升阶段的牵引电机暂态过程和暂态运行特性，分析了影响牵引电机暂态变化的因素。在过电压暂降阶段，牵引电机端电压减小，磁通相应的减小，牵引电机的定子电流和牵引电机的转子电流都会减小，定子q轴电流减小，输出转矩也减小，转速随之降低；在过电压暂升阶段，随着电压骤然增大，通过车载牵引变压器的传递，势必会造成牵引电机端电压的上升，当端电压增大时，牵引电机定子和转子电流相应增加，q轴电流相应增加，输出转矩增加，转速得到提高。　　（4）构建了基于模型参考自适应瞬时无功功率辨识的车网联合动态仿真模型，通过Matlab/Simulink构建仿真平台，实现了过分相过程中牵引电机转速的辨识，优化了牵引电机暂态性能，提高牵引电机矢量控制的准确性。　　通过对CRH2型动车组电力机车牵引电机暂态过程的研究，找出了电力机车过分相过电压产生的机理，分析了暂态过电压对牵引电机的电流、输出转矩、转速以及效率的影响，研究了过分相过电压暂降阶段和过电压暂升阶段过程中牵引电机暂态过程和暂态运行特性，实现了过分相过程中牵引电机转速的辨识，优化了牵引电机暂态性能，为电力机车的安全运行及系统设计提供了理论支持。
作者：	张楷翼
专业：	检测技术与自动化装置
导师：	盛义发
授予学位：	硕士
授予学位单位：	南华大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文