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《電力機(jī)車牽引電機(jī)在全速度范圍的控制策略研究》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、宣拿京交博士學(xué)位論文電力機(jī)車牽引電機(jī)在全速度范圍的控制策略研究ResearchonFullSpeedRangeControlStrategyofElectricalLocomotiveTractionMotor作者:周明磊導(dǎo)師:游小杰北京交通大學(xué)2013年6月JJIIJJIJJJIJIJJIJJPIIIJPIJIIIPJIJfIIPlIIillIJJ學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書Y2429010本學(xué)位論文作者完全了解北京交通大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)北京交通大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索,并采
2、用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明)學(xué)位論文作者簽名:簽字日期:弘哆叼新躲洳簽字日期.¨;矽盯日夸n片日,釁珀、●●●一7.一釤矽月1J,中圖分類號:U264.91,TM921.2UDC:學(xué)校代碼:10004密級:公開北京交通大學(xué)博士學(xué)位論文電力機(jī)車牽引電機(jī)在全速度范圍的控制策略研究ResearchonFullSpeedRangeControlStrategyofElectricalLocomotiveTractio
3、nMotor作者姓名:周明磊導(dǎo)師姓名:游小杰學(xué)號:08117333職稱:教授學(xué)位類別:工學(xué)學(xué)位級別:博士學(xué)科專業(yè):電氣工程及其自動化研究方向:電力電子與電力傳動北京交通大學(xué)2013年6月致謝本論文的工作是在我的導(dǎo)師游小杰教授的悉心指導(dǎo)下完成的,游小杰教授嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和科學(xué)的工作方法給了我極大的幫助和影響。在我的博士課題的確定,研究過程以及生活、做人等各個方面,游老師都對我給予了深切的支持、指導(dǎo)、鼓勵和無微不至的關(guān)懷,在此衷心感謝五年來游小杰老師對我的關(guān)心和指導(dǎo)。王琛琛老師悉心指導(dǎo)我完成了實驗室的科研工作,在學(xué)習(xí)上和生活上王
4、老師不但是良師,更是益友,無論在各方面都給予了我很大的關(guān)心和幫助,在此向王琛琛老師表示衷心的謝意。鄭瓊林教授,楊中平教授,林飛副教授,郝瑞祥副教授,張立偉副教授以及王劍,孫湖,李艷,李虹,賀明智,郭希錚,劉建強(qiáng)等老師對于我的科研工作和論文都提出了許多的寶貴意見,在此表示衷心的感謝。在實驗室工作及撰寫論文期問,文曉燕、韋克康、趙坤,趙佳,冉旺,賈鵬宇,陳騫,龔東安,任振華,齊麗英,王壟等同學(xué)對我論文中的研究工作給予了熱情幫助,在此向他們表達(dá)我的感激之情。此外,本文的完成還要感謝大連電力牽引研發(fā)中心的徐從謙,耿輝,張林,李婷婷,
5、永濟(jì)新時速電機(jī)電器有限公司的韓建寧等工程師的大力支持!最后要特別感謝我的父母等所有家人,他們的理解和支持使我能夠在學(xué)校專心完成我的學(xué)業(yè)。rn中文摘要摘要:電力機(jī)車牽引電機(jī)的控制是電力機(jī)車的核心技術(shù)之一,其控制性能的優(yōu)劣對于電力機(jī)車的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有至關(guān)重要的作用。本文以國產(chǎn)大功率交流傳動電力機(jī)車的研究開發(fā)為背景,對電力機(jī)車牽引傳動系統(tǒng)中牽引電機(jī)控制的關(guān)鍵問題進(jìn)行了研究,主要有以下內(nèi)容:在非方波調(diào)制區(qū),系統(tǒng)性的針對轉(zhuǎn)子時間常數(shù)誤差和負(fù)載大小與磁場定向角度誤差之間的關(guān)系,以及定向角度誤差對電機(jī)矢量控制性能的影響進(jìn)行了詳細(xì)的理論推
6、導(dǎo)和綜合分析。在此基礎(chǔ)上通過對不同方法的對比分析采用了一種基于q軸轉(zhuǎn)子磁鏈的磁場定向角度誤差實時校正策略,仿真和實驗結(jié)果證明該策略能夠?qū)Ω鞣N原因引起的磁場定向角度誤差進(jìn)行良好的校正。針對方波下逆變器輸出電壓不能調(diào)節(jié)導(dǎo)致傳統(tǒng)矢量控制不能應(yīng)用的情況,本文中提出了一種基于電流開環(huán)控制的改進(jìn)型矢量控制策略,并采用基于改進(jìn)的電壓控制器的弱磁策略,保證了電機(jī)在方波弱磁區(qū)全速度范圍的最大轉(zhuǎn)矩控制。分析了方波工況在基于電流開環(huán)控制的改進(jìn)型矢量控制下磁場定向不準(zhǔn)對電機(jī)電流指令值和實際值之間偏差的影響,提出了一種方波下基于q軸電流誤差的磁場定向
7、誤差校正策略,保證了方波下的轉(zhuǎn)矩控制精度。對兩種低載波比下的調(diào)制策略——中間60。調(diào)制策略和SHEPWM進(jìn)行了對比研究。重點對兩種調(diào)制方式下在不同脈沖數(shù)下的電壓諧波,電機(jī)負(fù)載下的電流諧波和引起的轉(zhuǎn)矩脈動的變化規(guī)律進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析,比較了兩種調(diào)制方式的優(yōu)缺點。對SHEPWM下不同開關(guān)角分布對諧波的影響進(jìn)行了分析。對不同調(diào)試方式之間的切換策略進(jìn)行了分析,提出了一種三相同時切換的切換策略。提出了一種基于機(jī)車速度的全速度范圍分段矢量控制策略,對其應(yīng)用于國產(chǎn)大功率電力機(jī)車牽引傳動系統(tǒng)后的現(xiàn)場試驗情況進(jìn)行了說明。并針對電力機(jī)車的幾個
8、特殊問題進(jìn)行了研究,提出了一種過分相區(qū)的直流電壓恒定控制策略,保證在過分相區(qū)輔助系統(tǒng)的不間斷供電;采用了一種基于速度誤差的開環(huán)轉(zhuǎn)矩控制策略,保證了電力機(jī)車的準(zhǔn)恒速控制。電力機(jī)車現(xiàn)場試驗結(jié)果良好,已經(jīng)通過鐵道科學(xué)研究院的所有型式試驗,目前正在上線試運(yùn)行。關(guān)鍵詞:電力機(jī)車;牽引電機(jī);分段矢量控