動(dòng)車組無拍頻控制策略研究.pdf

1、伴隨著國內(nèi)城市化進(jìn)程的快速發(fā)展，城際交通的需求日漸增長，而動(dòng)車組以其靈活的編組方式、優(yōu)良的調(diào)速性能成為城際交通的首選。動(dòng)車組列車牽引變流器中的拍頻現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)損耗增加、發(fā)熱及機(jī)械抖動(dòng)嚴(yán)重。本文依托于“十二五”國家科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目“混合動(dòng)力動(dòng)車組關(guān)鍵技術(shù)研究與典型樣車研制”和聯(lián)合基金項(xiàng)目“高速鐵路電力牽引系統(tǒng)的安全性預(yù)測與控制”(U1134204)，為實(shí)現(xiàn)列車的輕量化和低成本，對(duì)動(dòng)車組牽引傳動(dòng)系統(tǒng)拍頻現(xiàn)象展開研究，提出一種基于頻域分

2、析的無拍頻控制策略，并通過仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該策略的可行性和有效性。
　　對(duì)異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，介紹了坐標(biāo)變換的基本方法，建立了同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型;對(duì)異步電機(jī)的不同矢量控制方案進(jìn)行研究，并給出等效電路，得到基于轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制系統(tǒng)的基本原理，以此為拍頻現(xiàn)象建模的理論基礎(chǔ)。
　　對(duì)拍頻現(xiàn)象進(jìn)行分析，根據(jù)單相四象限整流器功率平衡特性對(duì)直流脈動(dòng)電壓進(jìn)行了分析，以此為基礎(chǔ)結(jié)合開關(guān)函數(shù)推導(dǎo)得到逆變器輸出相

3、電壓表達(dá)式，并結(jié)合異步電機(jī)阻抗特性，對(duì)電機(jī)拍頻電流進(jìn)行了定性分析;介紹了現(xiàn)有無拍頻控制策略，并對(duì)各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了對(duì)比。
　　基于異步電機(jī)動(dòng)態(tài)模型建立小信號(hào)模型，分析拍頻電流與脈動(dòng)電壓及轉(zhuǎn)差頻率增量的關(guān)系，在頻域下對(duì)拍頻現(xiàn)象進(jìn)行定量分析，得到拍頻電流模型和拍頻轉(zhuǎn)矩模型;加入無拍頻控制策略，對(duì)無拍頻控制器參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)差頻率進(jìn)行修正以抑制拍頻現(xiàn)象;在控制策略的數(shù)字實(shí)現(xiàn)過程中，通過對(duì)數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)和對(duì)離散化方法的分析