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用于地铁车辆的无速度传感器矢量控制策略研究
| 论文题名： | 用于地铁车辆的无速度传感器矢量控制策略研究 |
| 关键词： | 地铁车辆;牵引电机;无速度传感器;矢量控制 |
| 摘要： | 地铁作为现代城市轨道交通中的一种新兴交通工具，方便快捷，牵引传动控制系统是地铁车辆的关键技术，采用无速度传感器矢量控制技术有助于提高牵引控制系统的稳定性，节约成本。本文主要以地铁车辆为背景，对无速度传感器矢量控制技术进行了研究，主要有以下内容: 为了满足地铁车辆运行速度范围宽，转矩响应快的需求，无速度传感器矢量控制以转子磁场定向矢量控制为基础，介绍了在高速区矢量控制改进方案和弱磁区的控制方案。并针对地铁低开关频率的特点，介绍了多模式PWM调制策略，以满足在全速度范围内不同载波比下的谐波性能要求。 无速度传感器矢量控制技术的关键在于转速的估算，对三种转速估算方法进行了研究，分别为基于转子反电势转速估算、全阶自适应状态观测器转速估算和基于定子电流MRAS转速估算。研究了三种方法的基本原理，并对每一种方法不同的运行工况进行了稳定性分析。同时分析了电机参数对转速估算的影响，介绍了一种基于定子电流误差的定子电阻辨识方法，有效地减小了估算转速对定子电阻变化的敏感性。 针对本文提出的无速度传感器矢量控制方法，在以dspace为基础的半实物实时仿真平台上进行了仿真研究。在仿真中模拟了地铁车辆不同的运行工况，分别观察了不同方法在不同运行工况下转速估算的准确性和系统的稳定性。同时模拟电机参数变化，考查了电机参数对估算转速和系统稳定性的影响，并对基于定子电流的定子电阻辨识方法进行仿真研究。最后通过仿真结果对三种方法进行了对比分析。 基于理论分析和仿真研究，在180kW地铁车辆牵引传动系统实验平台上进行了实验，验证无速度传感器矢量控制方法的正确性和可行性，最后得出结论，全阶自适应状态观测器转速估算方法在各方面表现优秀，能够满足地铁车辆牵引电机在全速度范围内的稳定运行。 |
| 作者： | 苟立峰 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 王琛琛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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