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高速动车组牵引工况变流器控制算法研究与实现

李官军  
【摘要】: 论文是依据课题“CRH2高性能异步电机驱动控制”开展的,该课题是铁道部重点项目“列车牵引与网络控制”的一个子课题。论文主要针对高速动车组工作于牵引工况时,牵引变流器的工作原理、控制策略与控制算法进行研究,并对控制算法进行仿真验证。 文中仿真模型是按照高速动车组传动系统搭建的,其主电路包括牵引变压器、单相三电平整流器、中间直流环节、三电平逆变器、三相异步牵引电机。 单相三电平整流器采用SPWM调制,瞬态直接电流控制策略;三电平逆变器采用SVPWM调制,间接转子磁场定向控制策略。根据电机调节特性,设计出电机牵引特性曲线。对恒速控制策略、自动过电分相策略进行了详细研究,通过Matlab/Simulink对控制策略进行仿真验证。从仿真结果可知,在动车组处于牵引、恒速、惰行状态运行时,整流器输出直流电压波动小,网侧功率因数较高,具有较好的动、静态性能;在牵引状态时,牵引电机输出转矩能够很好跟踪转矩指令,使动车组在低速区运行按恒力矩运行,中、高速区按照恒功率运行;在恒速控制状态时,动车组能够以转速指令稳定运行;在不同工况转换时,通过对指令的平滑控制,防止了电机转矩出现较大波动。仿真结果表明本文所提出的牵引系统控制策略是可行的。 最后,自主搭建了基于双DSP(TMS320LF2407和TMS320VC33)的三电平逆变器硬件平台,并进行了空间电压矢量实验,实验结果表明本文中三电平空间电压矢量算法是可行的。


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