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高速磁悬浮列车用长定子直线同步电机的故障分析
| 论文题名： | 高速磁悬浮列车用长定子直线同步电机的故障分析 |
| 关键词： | 高速磁悬浮列车;长定子直线同步电机;双端供电;牵引传动;短路故障;断路故障 |
| 摘要： | 高速磁悬浮列车具有高速、安全、稳定、舒适、无噪声等优点，适用于市郊、机场线、城际线等中长距离交通运输场景。实现牵引驱动的长定子直线同步电机定子电枢绕组和馈电电缆绕组长时间户外运行，会产生绝缘材料老化、绝缘层破损、运动引起的绕组磨损等故障风险，导致绕组、电缆发生短路或断路故障，另外逆变器中开关管也会发生短路或断路的故障。这些短路或断路故障会影响列车的牵引性能，使得车辆运行状态发生变化。本文围绕这几种短路和断路故障展开研究，主要完成以下三方面工作： 首先，采用解析法计算了长定子直线同步电机的电磁参数，基于Matlab/Simulink建立了高速磁悬浮列车牵引传动系统双端供电模式的仿真模型，包括了牵引传动系统双端的变流器、馈电电缆、分段的长定子直线同步电机和牵引控制系统，其中双端馈电电缆不是固定长度，而是跟随运行距离发生改变。 其次，基于牵引传动系统仿真模型，分别建立了长定子绕组三相/两相短路、馈电电缆三相短路和逆变器开关管短路这四种故障时的仿真模型，仿真分析这四种短路故障分别发生在加速、匀速和减速状态下长定子直线同步电机的运行性能，给出了电机的电流、车辆的加速度与牵引力曲线。 最后，基于牵引传动系统模型，分别建立了定子绕组单相断路故障、馈电电缆单相断路故障和逆变器开关管断路故障的仿真模型，仿真分析了这三种断路故障对电机和列车牵引性能的影响。 研究结果能为高速磁悬浮列车长定子绕组、逆变器、馈电电缆短路及断路故障的故障诊断和容错控制提供参考。 |
| 作者： | 杨鸿毅 |
| 专业： | 能源动力/电气工程 |
| 导师： | 卢琴芬;晏才松 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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