基于CRH5型動車組國產(chǎn)化TCU的牽引電機高速區(qū)運行控制研究.pdf

1、牽引傳動系統(tǒng)是高速列車的關(guān)鍵子系統(tǒng)之一，牽引電機控制性能的優(yōu)劣將直接影響到列車運行性能的優(yōu)劣。由于牽引傳動系統(tǒng)具有大功率、高電壓等特點，綜合考慮牽引變流器功率、開關(guān)器件損耗、散熱限制等因素，其最高開關(guān)頻率往往較低，給牽引電機控制帶來諸多難點。本文主要針對低開關(guān)頻率下的多模式脈寬調(diào)制技術(shù)和高速方波區(qū)的弱磁控制策略展開研究。
　　本文首先從宏觀角度對牽引電機在全速域的控制和調(diào)制策略進行深入的分析，指出在采用不同調(diào)制方式時，相應(yīng)的電機控

2、制策略也應(yīng)作出合理的調(diào)整。研究了在電機中低速區(qū)采用轉(zhuǎn)子磁場定向的間接矢量控制，而在高速方波區(qū)轉(zhuǎn)入電壓前饋的標量控制的混合控制方案，并從實際牽引控制器為DSP+FPGA結(jié)構(gòu)的特點考慮，為解決控制與調(diào)制不同步問題，加入同步相角調(diào)節(jié)器來提高控制的響應(yīng)能力。
　　針對高速列車牽引傳動系統(tǒng)大功率、低開關(guān)頻率特性，對當前常用兩種低分頻下的同步調(diào)制策略:同步SVPWM和SHEPWM策略進行對比分析研究。比較了相同分頻下兩種調(diào)制策略的電壓諧波，W

3、THD等，得出了3分頻時，SVPWM諧波性能更優(yōu)的結(jié)論，因此在不同應(yīng)用場合需要合理選擇調(diào)制的模式和種類才能實現(xiàn)最優(yōu)的調(diào)制性能。同時基于CRH5型國產(chǎn)化TCU平臺完成了采用SHEPWM的全速域不同調(diào)制模式之間的平滑切換實驗。
　　在列車運行的高速弱磁區(qū)，為了維持恒功，牽引轉(zhuǎn)矩隨著轉(zhuǎn)速的的升高而減小。由于高速區(qū)需要轉(zhuǎn)入方波工況，電壓幅值將不可控，采用傳統(tǒng)的反比例弱磁控制方法在電機滿功率運行時，電流和電壓同時受限，導(dǎo)致此時控制器輸出容易