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双源无轨电车驱动及复合电源系统控制策略研究
| 论文题名： | 双源无轨电车驱动及复合电源系统控制策略研究 |
| 关键词： | 双源无轨电车;驱动系统;复合电源系统;拓扑结构;控制策略 |
| 摘要： | 相对于传统无轨电车，双源无轨电车可以工作在两种模式:接入电网工作模式和脱离电网工作模式，其运行灵活性得到较大提高。本文主要针对双源无轨电车驱动系统控制策略和复合电源系统控制策略进行研究，提出了双源无轨电车用复合电源系统的拓扑结构以及复合电源系统的控制策略。结合永磁同步电机驱动系统控制策略，利用MATLAB仿真实现了电机宽范围调速，提高了车辆的动力性能和运行安全性能。 首先，本文概述了无轨电车的发展历史和发展趋势，简要介绍了双源无轨电车的应用背景和永磁同步电机的矢量控制技术。针对传统型双源无轨电车存在的一些问题，本文提出了初步的解决方案，即双源无轨电车采用由永磁同步电机驱动系统和复合电源系统构成的新动力系统。 其次，介绍了永磁同步电机的数学模型和矢量控制策略，分析了弱磁率和凸极率对永磁同步电机弱磁控制性能的影响，对比分析了id=0控制、MTPA控制、电压角度法单电流调节器弱磁控制(VAC-SCR)、变交轴电压单电流调节器弱磁控制(VQV-SCR)和超前角弱磁控制。在此基础上，确定了永磁同步电机驱动系统完整的控制策略—恒转矩区采用MTPA控制，恒功率区采用超前角弱磁控制。 再次，分析了复合电源系统的拓扑结构，提出了新型双源无轨电车的系统拓扑结构，计算了双源无轨电车驱动系统的参数，设计了复合电源的参数。综合考虑蓄电池和超级电容器各自的特点，提出了在不同工作模式下复合电源系统的控制策略。 最后，搭建了基于转子磁场定向控制的永磁同步电机驱动系统仿真模型。基于各自的仿真结果，首先对比分析了id=0控制和MTPA控制的差异;其次对比分析了电压角度法单电流调节器弱磁控制、变交轴电压单电流调节器弱磁控制和超前角弱磁控制的差异;再次对比分析了传统双源无轨电车和新型双源无轨电车的仿真结果，重点分析了复合电源系统对双源无轨电车动力性能和直流线网瞬态性能的影响，最后仿真验证了本文确定的驱动系统控制策略的适用性和复合电源系统控制策略的有效性。 |
| 作者： | 张本松 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 梁晖 |
| 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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