基于RT-LAB的高速動(dòng)車組牽引傳動(dòng)系統(tǒng)仿真平臺(tái)研究.pdf

1、近幾年隨著我國(guó)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(dòng)車組重要組成部分的牽引傳動(dòng)系統(tǒng)，它不僅是動(dòng)車組運(yùn)行所需動(dòng)力的直接來(lái)源，同時(shí)也是動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(guò)仿真模型的RT-LAB目標(biāo)仿真器、司機(jī)

2、室控制臺(tái)及外部控制器組成硬件在環(huán)的牽引傳動(dòng)系統(tǒng)半實(shí)物仿真系統(tǒng)。
　　 牽引變流器是整個(gè)牽引傳動(dòng)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(gè)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(dòng)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(dòng)車組采用的矢量控制方式相比，它沒(méi)有復(fù)雜的坐標(biāo)變換，同

3、時(shí)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(jiǎn)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(lái)的控制信號(hào)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(lái)的信號(hào)供控制臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。在整個(gè)半實(shí)物仿真系統(tǒng)搭建完后，通過(guò)司機(jī)室控制臺(tái)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(hào)傳送至RT-LAB仿真器完成整個(gè)牽引傳動(dòng)的運(yùn)行。在運(yùn)行過(guò)程中，牽引傳動(dòng)系統(tǒng)仿真模型中有關(guān)信號(hào)量可以由RT-LAB仿真器輸出模塊通過(guò)外部控制

4、器經(jīng)列車通信網(wǎng)絡(luò)反饋給控制臺(tái)，這樣可以使司機(jī)室實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)運(yùn)行過(guò)程，以便對(duì)突發(fā)情況做出及時(shí)調(diào)整。
　　 利用搭建的牽引傳動(dòng)半實(shí)物仿真系統(tǒng)對(duì)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(shí)過(guò)渡平穩(wěn)，同時(shí)牽引電機(jī)定子磁鏈、電磁轉(zhuǎn)矩的脈動(dòng)也較小。除了對(duì)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(dòng)或掉電以及部分牽引動(dòng)力缺失等故障發(fā)生時(shí)的運(yùn)行情況。分析故障仿真結(jié)果表明，當(dāng)發(fā)生短時(shí)故障或故障條件處于系統(tǒng)容許范圍內(nèi)