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轨道车辆交流牵引模拟实验系统的研究

李海峰  
【摘要】:随着电力电子技术的迅速发展、计算机控制以及交流电机控制理论的完善,交流电机控制产生了突飞猛进的发展,出现了取代直流牵引传动的趋势。交流传动技术在城市轨道车辆等牵引领域得到了越来越广泛的应用。为了更好地进行交流牵引控制技术的研究,在地面需要建立可模拟电力牵引系统各种运行工况的实验平台,并做好数据处理方面的工作。 本文设计的轨道车辆交流牵引模拟实验系统,由一套交流电机组(2台)、牵引逆变器、测控设备和工业控制机组成,其中机组中一台电机工作于电动机状态,一台工作于发电机状态,从而可以同时模拟列车牵引电动机的牵引工况和电气制动工况。测试分析平台依据牵引计算的结果,将控制列车(以三相交流异步电动机来模拟列车运行)速度、电磁转矩等一些指令和线路的阻力,通过通信软件传递给逆变器控制系统,同样通过PCI-1713数据采集卡将电机的状态参数,包括电流、电压等和电机特性有关的传递给分析平台进行处理。测试分析平台将现场智能设备检测到的有用数据进行存储、分析和显示等工作,为今后的研究、开发、测试、维修交流设备提供宝贵的分析资料。同样,交流牵引模拟实验系统还是开发、实验交流设备的平台,在该平台上可以进行牵引逆变器的开发、电机的特性实验研究和交流传动控制系统的研制。 本文详细地论述了交流牵引控制实验系统软件的计算依据,通过Visual C++语言实现程序的主要结构和功能。该软件可以实现线路的预先设置,依据用户需要产生列车运行时所需的转速和力矩给定值,对交流电机的特性参数进行实时检测并以图表形式显示等。此外,为了在现有条件下进行实验,还对PC机和多个单片机之间的串行通信系统进行了开发。 经过实验运行,交流牵引控制软件和通信程序实现了本课题需要完成的任务,交流牵引模拟实验系统得到了很好的控制。


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