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(shè)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(yùn)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(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)室課題組承擔(dān)的項(xiàng)目以當(dāng)前研究比較廣泛的CRH3型高速動車組的結(jié)構(gòu)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(luò)環(huán)境下，由下載有編譯過仿真模型的RT-LAB目標(biāo)仿真器、司機(jī)

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(shí)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(shí)際動車組采用的矢量控制方式相比，它沒有復(fù)雜的坐標(biāo)變換，同

3、時控制牽引電機(jī)運(yùn)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(luò)傳來的控制信號以實(shí)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(shí)時監(jiān)測。在整個半實(shí)物仿真系統(tǒng)搭建完后，通過司機(jī)室控制臺發(fā)出運(yùn)行指令，經(jīng)列車通信網(wǎng)絡(luò)由外部控制器接收指令實(shí)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(yùn)行。在運(yùn)行過程中，牽引傳動系統(tǒng)仿真模型中有關(guān)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(luò)反饋給控制臺，這樣可以使司機(jī)室實(shí)時監(jiān)控整個運(yùn)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(shí)物仿真系統(tǒng)對不同工況切換運(yùn)行進(jìn)行仿真，列車運(yùn)行速度曲線較光滑且在運(yùn)行工況切換時過渡平穩(wěn)，同時牽引電機(jī)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(yùn)行進(jìn)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(yùn)行情況。分析故障仿真結(jié)果表明，當(dāng)發(fā)生短時故障或故障條件處于系統(tǒng)容許范圍內(nèi)