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基于DSP的城市轨道交通永磁电机牵引系统研究
| 论文题名： | 基于DSP的城市轨道交通永磁电机牵引系统研究 |
| 关键词： | 城市轨道交通;电动车辆;永磁电机;牵引系统;容错模式;脉宽调制策略 |
| 摘要： | 随着永磁同步电机(PMSM)牵引系统在城市轨道交通车辆中的广泛使用，对永磁同步电机牵引系统的可靠性提出了更高的要求。列车往往采用多台PMSM同时驱动来获得更大动力，单台逆变器只能驱动单台PMSM，当其中一台逆变器发生故障后，对应的牵引电机将停止工作，从而对整个牵引系统造成影响。因此，研究高可靠性的城市轨道交通永磁电机牵引系统就显得非常必要。 本文以一种具有容错性能的永磁容错牵引模块作为研究对象，主要研究了永磁容错牵引模块在正常模式下以及容错模式下控制系统的脉宽调制策略。 论文主要研究内容包括以下几个方面: 1、阐述了本课题的研究背景和意义，对现代有轨列车的发展现状、永磁同步电机牵引系统的发展现状以及电机矢量控制系统脉宽调制策略的研究现状进行了介绍; 2、介绍了一种具有容错性能的永磁容错牵引模块，给出了永磁容错牵引模块正常模式、隔离模式、容错模式下的拓扑结构。提出了模拟固定逆变器固定桥臂故障条件下的基于DSP的永磁容错牵引模块。分析了永磁同步电机的数学模型以及矢量控制的基本原理; 3、介绍了传统空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation，SVPWM)算法的原理和数字实现过程，提出了一种快速最小占空比跟踪法(Fast Minimum Duty-cycle Point TrackingMethod，FMDPT)。分别对基于SVPWM算法和基于FMDPT算法的永磁同步电机矢量控制系统进行了仿真研究。分别对基于SVPWM算法和基于FMDPT算法的永磁同步电机矢量控制系统进行了实验研究。以传统SVPWM算法作为参考，验证了所提FMDPT算法的正确性; 4、提出了一种基于DSP的电机矢量控制系统脉宽调制策略代码段执行时间测量方法。在同一永磁同步电机矢量控制系统下，对SVPWM算法和FMDPT算法代码段的执行时间进行了测量，证明了FMDPT算法的执行效率更高。首次使用DSP28335作为控制器实现了五相占空比跟踪法在五相逆变器双三相永磁同步电机控制系统中的应用。使用DSP28335作为控制器，完成了城市轨道永磁电机牵引系统在正常模式、隔离模式和容错模式之间的切换; 5、基于DSP28335搭建了城市轨道交通永磁电机牵引系统实验平台，设计了牵引系统的主电路和弱电控制电路，提出了一种永磁同步电机转子位置计算方法。 |
| 作者： | 王亚 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 程明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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