基于RT-LAB的高速動車組牽引傳動系統(tǒng)仿真平臺研究.pdf

1、近幾年隨著我國高速鐵路的迅速發(fā)展，其投資和建設的規(guī)模日益增大。作為高速動車組重要組成部分的牽引傳動系統(tǒng)，它不僅是動車組運行所需動力的直接來源，同時也是動車組快速、安全穩(wěn)定運行的關鍵環(huán)節(jié)。實驗室課題組承擔的項目以當前研究比較廣泛的CRH3型高速動車組的結(jié)構和參數(shù)為依據(jù)，利用Matlab/simulink圖形化仿真工具和RT-LAB軟件包搭建列車牽引傳動系統(tǒng)仿真模型。在列車通信網(wǎng)絡環(huán)境下，由下載有編譯過仿真模型的RT-LAB目標仿真器、司機

2、室控制臺及外部控制器組成硬件在環(huán)的牽引傳動系統(tǒng)半實物仿真系統(tǒng)。
　　 牽引變流器是整個牽引傳動系統(tǒng)仿真模型的核心控制部分，它包含整流器、中間直流穩(wěn)壓電路和逆變器三個環(huán)節(jié)。整流器環(huán)節(jié)采用四象限脈沖整流控制方式，它在牽引工況工作于整流方式和制動工況工作于逆變方式有利于能量的合理利用。中間直流穩(wěn)壓電路包含的濾波器和恒壓電容器保證直流電壓的穩(wěn)定。逆變器環(huán)節(jié)采用直接轉(zhuǎn)矩控制方式，與實際動車組采用的矢量控制方式相比，它沒有復雜的坐標變換，同

3、時控制牽引電機運行的估算電磁轉(zhuǎn)矩不受轉(zhuǎn)子參數(shù)的影響，控制簡單且效果較好。外部控制器主要完成接收通信網(wǎng)絡傳來的控制信號以實現(xiàn)牽引控制策略的算法，此外它還接收仿真器傳來的信號供控制臺實時監(jiān)測。在整個半實物仿真系統(tǒng)搭建完后，通過司機室控制臺發(fā)出運行指令，經(jīng)列車通信網(wǎng)絡由外部控制器接收指令實現(xiàn)控制算法后將信號傳送至RT-LAB仿真器完成整個牽引傳動的運行。在運行過程中，牽引傳動系統(tǒng)仿真模型中有關信號量可以由RT-LAB仿真器輸出模塊通過外部控制

4、器經(jīng)列車通信網(wǎng)絡反饋給控制臺，這樣可以使司機室實時監(jiān)控整個運行過程，以便對突發(fā)情況做出及時調(diào)整。
　　 利用搭建的牽引傳動半實物仿真系統(tǒng)對不同工況切換運行進行仿真，列車運行速度曲線較光滑且在運行工況切換時過渡平穩(wěn)，同時牽引電機定子磁鏈、電磁轉(zhuǎn)矩的脈動也較小。除了對不同工況切換運行進行仿真，系統(tǒng)還模擬了接觸網(wǎng)側(cè)電壓波動或掉電以及部分牽引動力缺失等故障發(fā)生時的運行情況。分析故障仿真結(jié)果表明，當發(fā)生短時故障或故障條件處于系統(tǒng)容許范圍內(nèi)