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《中南大学》 2007年
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电力机车用大功率交流传动系统的优化设计

张大勇  
【摘要】: 交流传动系统经过西方发达国家30年的研发、考核、技术更新,已完成了机车车辆直流传动向交流传动的产业转换。TGV、新干线、ICE已经成为铁路现代化和国家综合实力的重要标志。交流传动成为铁路实现高速和重载的唯一选择和发展方向。与国外相比,受起步较晚、基础工业技术落后、关键零部件的市场化采购受到知识产权保护等因素的限制,我国交流传动系统尚未构成标准化、系列化、完整的产品平台。在系统的稳定性、可靠性考核方面尚显不足,难以很好地满足实现技术跨越和现代化战略的迫切需求。因此对我国电力机车大功率交流传动系统进行优化设计显得尤为重要。 论文介绍了交流传动电力机车的主电路结构、变流器组成及其控制方法。借助先进、可靠的仿真技术,建立了电力机车交流传动系统的半实物仿真平台,其中包括网侧变流器和中间回路的建模以及逆变器和异步电机牵引系统的建模,完成主电路+控制+被控对象的三方联合实时仿真,形成了标准的系统设计平台,提升了关键部件开发和系统研究与集成的能力。同时利用该半实物仿真平台,对电力机车交流传动控制策略进行了优化设计,将传统的六边形磁链轨迹直接转矩控制改进成为十八边形磁链轨迹,并在半实物仿真平台上进行了仿真实验,仿真实验结果表明,十八边形磁链轨迹的直接转矩控制方法改善了电流波形,对系统影响较大的5次和7次谐波分量大大减少,并且通过调整折角系数的大小,能够有针对性的减少某次谐波,该方法既保证了直接转矩控制技术的特点,又有效的解决六脉冲开关模式控制方法的谐波含量高的问题,减少了对电网和系统的干扰,从而提升了我国大功率交流传动电力机车的性能。 论文最后介绍了快速控制原型(Rapid Control Prototyping,简称RCP)技术的概念与发展现状,给出了电力机车交流传动系统的快速控制原型仿真系统的一种实现,并对基于快速控制原型系统的电力机车交流传动系统优化设计进行了探讨。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:U264.22

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 林文立;地铁动车牵引传动系统分析、建模及优化[D];北京交通大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
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2 王宇名;基于DSPACE的单机架可逆轧机硬件在回路仿真系统的研究[D];燕山大学;2012年
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4 陶艳;电力牵引交流传动控制技术研究[D];中南大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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4 杨文豪;张丽丽;戴文战;;模糊PID控制器的参数自整定方法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
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9 郑征;邹瑾;;PWM整流器新型控制策略研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
10 周渊深;李雪龙;;基于内模控制的功率内环和电容能量外环的PWM整流器[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李莎莎;反辐射导弹仿真系统技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张宏瀚;高性能U型减摇水舱系统设计与控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 高晓阳;甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究[D];甘肃农业大学;2010年
4 杨金辉;数字化PWM逆变系统控制关键技术研究及其应用[D];湖南大学;2010年
5 刘杨华;SOFC固体氧化物燃料电池分布式发电系统仿真及其潮流计算[D];湖南大学;2010年
6 万宇宾;交流伺服系统自适应滑模控制理论与方法研究[D];华中科技大学;2010年
7 杨通;高速大推力直线感应电机的电磁理论与设计研究[D];华中科技大学;2010年
8 田军;多绕组变压器式可调电抗的研究与应用[D];华中科技大学;2010年
9 张波;重载组合列车牵引及制动系统的试验与仿真研究[D];中国铁道科学研究院;2009年
10 韩丽丽;多率多输入系统的辨识[D];江南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨亮;基于DSP的交流异步电动机变频调速技术研究[D];安徽工程大学;2010年
2 高圆圆;基于FPGA的跑步机变频调速系统的设计研究[D];山东科技大学;2010年
3 翟清震;电流型Z源逆变器主电路控制策略研究[D];山东科技大学;2010年
4 董云连;阻抗源能馈型交流电子负载的研究[D];山东科技大学;2010年
5 狄东晗;矿井风机监控保护系统研究[D];山东科技大学;2010年
6 葛金法;感应电机矢量控制系统研究与实现[D];浙江理工大学;2010年
7 彭锦波;助行机器人机构设计及样机研制[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 田媛;基于多通道的飞行器监控协同仿真技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 郝春学;基于DSP的三电平异步电动机直接转矩控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 王晨光;基于Weis-Fogh机构的船舶电力推进系统的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈亚爱;李政学;李正熙;周京华;;三电平逆变器空间电压矢量控制算法仿真研究[J];北方工业大学学报;2007年01期
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中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 方一鸣;冷连轧机速度系统建模仿真及鲁棒控制研究[D];燕山大学;2003年
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5 翟维丽;城市轨道交通系统关键技术及相关问题研究[D];吉林大学;2007年
6 刁利军;电力推进负载模拟系统研究[D];北京交通大学;2008年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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10 曹霄;无速度传感器异步电动机直接转矩控制系统带速度重投控制的研究[D];中南大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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2 史雁坤;;单周期控制的HPPFC方法研究[J];科技通报;2013年01期
3 陈世浩;冯晓云;蒋威;韩坤;;三电平逆变器空间电压矢量调制算法的研究与实现[J];铁道机车车辆;2008年S1期
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1 孙大南;地铁车辆牵引电传动系统控制关键技术研究[D];北京交通大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 余丹萍;电气化铁路牵引供电系统的仿真及影响研究[D];浙江大学;2011年
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8 裴建红;高速动车组牵引变流器主电路设计[D];西南交通大学;2012年
9 曾之煜;地铁逆变回馈型再生制动能量吸收装置仿真研究[D];西南交通大学;2012年
10 魏振兴;CRH_2型动车组传动控制系统仿真[D];西南交通大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
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6 黄济荣;交流牵引传动技术专题讲座 第二讲 交流传动系统执行机构──逆变器[2][J];电力机车技术;1998年01期
7 赵克;吴凤江;汪之文;孙力;;四象限交流传动系统及其控制技术综述[J];变频器世界;2008年02期
8 沈安文,万淑芸,王离九,赵金;双PWM交流传动系统中主电路储能元件设计[J];华中理工大学学报;1999年07期
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10 陈伯时,谢鸿鸣;交流传动系统的控制策略[J];电工技术学报;2000年05期
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1 槐博超;首套国产交流传动系统一次装车成功[N];中国船舶报;2013年
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2 祝宁;四象限交流传动系统的能量成形与非线性控制[D];青岛大学;2014年
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4 张大勇;电力机车用大功率交流传动系统的优化设计[D];中南大学;2007年
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