原文传递
基于RT-LAB的牵引电机直接转矩控制半实物仿真实现
| 论文题名： | 基于RT-LAB的牵引电机直接转矩控制半实物仿真实现 |
| 关键词： | 牵引电机;直接转矩控制;转矩脉动;半实物仿真 |
| 摘要： | 随着高速重载干线铁路网的大规模建设，作为干线铁道最重要牵引动力的机车励车有着十分广阔的应用前景，而电力牵引传动控制技术作为机车/动车的关键技术，其控制性能的优劣直接决定了机车/动车的运行性能，是整个机车/动车的核心所在。采用直接转矩控制的交流传动系统，低速域控制时转矩脉动大易引起空转打滑，开关频率不固定导致开关资源利用不充分;中速域控制时电流低次谐波含量大，对电网形成干扰。因此，分析低速域电机转矩脉动大的原因并对其进行改善，了解中速域控制电流谐波特性并对其谐波进行抑制，提高全速域直接转矩控制系统运行性能，具有重要的理论和工程意义。 论文首先简要介绍了异步电机和两电平逆变器基本数学模型，分析了开关状态与空间电压矢量的关系;对比了两种典型直接转矩控制方案的结构，并阐述了两种方案的基本原理及实现方法;定性分析了低速域直接转矩控制转矩脉动大及磁链畸变的原因，定量分析了中速域直接自控制定子电流含有的低次谐波。 其次，针对低速域直接转矩控制的缺陷，引入空间矢量调制策略，以矢量调制模块代替开关表模块，以预测控制模块代替砰-砰非线性控制模块，在固定开关频率的同时降低了转矩脉动;由于中速域传统直接自控制具有电流低次谐波含量大的缺点，故考虑引入折角调制策略对其进行抑制，在详细推导了折角调制的谐波抑制原理基础上，给出了基于单折角调制和双折角调制的直接自控制算法，有效地消除了定子电流低次谐波。为实现牵引电机的全速域直接转矩控制运行，介绍了两种应用广泛的定子磁链观测器，并设计了低速域采用圆形磁链轨迹直接转矩控制，中速域采用多边形直接自控制，高速域采用方波控制的牵引传动系统全速域调速方案。 最后，搭建了以RT-LAB和TMS320F2812DSP控制器为核心的硬件在回路半实物实验平台，基于实验平台完成被控对象系统的建模和控制程序设计，最后在实验平台上完成了直接转矩控制算法相关实验。仿真研究和实验结果都验证了本文中控制算法的正确性和有效性。 |
| 作者： | 张靖 |
| 专业： | 电力电子与电力传动 |
| 导师： | 冯晓云 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
