基于城鐵的異步電機(jī)無速度傳感器控制技術(shù)研究.pdf

1、因安全、運載量大、快速等優(yōu)點，城鐵已成為一種重要的交通工具，對城鐵可靠高性能的牽引控制就顯得很重要，現(xiàn)有的城鐵牽引控制技術(shù)大都采用有速度傳感器控制，傳感器的使用導(dǎo)致車輛運行時有較高的故障率。將無速度傳感器控制技術(shù)應(yīng)用于城鐵車輛牽引控制系統(tǒng)，可以提高控制系統(tǒng)可靠性，降低成本，提高系統(tǒng)控制性能。但是，城鐵車輛的無速度傳感器牽引控制技術(shù)存在諸多難點，如開關(guān)頻率低造成轉(zhuǎn)速估算誤差大的問題，帶速重投、多電機(jī)并聯(lián)控制等問題。本文主要針對其開關(guān)頻率受

2、限的問題進(jìn)行異步電機(jī)無速度傳感器控制技術(shù)的研究。
　　本文在建立不同坐標(biāo)系下異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，采用按轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制策略作為系統(tǒng)控制的基本框架;針對城鐵開關(guān)頻率受限的問題，結(jié)合多模式PWM調(diào)制分段控制策略，建立了適用于地鐵環(huán)境的多模式PWM調(diào)制矢量控制系統(tǒng)。
　　本文對四種轉(zhuǎn)速估算模型進(jìn)行了原理介紹和穩(wěn)定性分析，四種模型分別為直接計算法、基于靜止坐標(biāo)系下磁鏈模型的模型參考自適應(yīng)(MRAS)方法、基于旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下

3、q軸磁鏈為零的模型參考自適應(yīng)(MRAS)方法和基于旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的反電勢進(jìn)行計算的方法。其中，針對基于靜止坐標(biāo)系下磁鏈模型的MRAS方法分析了其電流模型離散化的穩(wěn)定性;對基于旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下q軸磁鏈為零的MRAS方法建立了控制系統(tǒng)的小信號模型，通過各個參數(shù)對小信號模型傳遞函數(shù)極點的影響而對其系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行分析;基于旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的反電勢方法中按照變量的定性變化構(gòu)造轉(zhuǎn)速估算模型，并對其模型框圖進(jìn)行了穩(wěn)定性分析。
　　本文對四種無速度傳感器

4、控制方法在Matlab/Simulink環(huán)境下進(jìn)行了理想條件下的仿真分析，并針對電機(jī)定子電阻和轉(zhuǎn)子電阻參數(shù)對各方法下系統(tǒng)控制性能的影響進(jìn)行了仿真，分析并提出了兩種MRAS方法下的定子電阻的在線辨識方法。最后比較各方法的仿真結(jié)果，并從控制結(jié)構(gòu)和計算原理上分析不同方法之間的差別和控制性能。
　　本文在7.5kW電機(jī)實驗平臺上對對兩種MRAS方法以及基于d-q軸反電勢計算的方法進(jìn)行實驗，驗證其在實際應(yīng)用中的可行性和理論與仿真的正確性，并