高速列車用感應(yīng)電機弱磁控制方法的研究.pdf

1、隨著列車高速化的要求，大范圍調(diào)速系統(tǒng)正變得越來越重要。基于矢量控制的變壓變頻調(diào)速在高速列車中得到廣泛應(yīng)用。在這種系統(tǒng)中，要調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速，須同時調(diào)節(jié)定子電壓和頻率。但當頻率上升到基頻后，定子電壓受到變頻器最大輸出電壓的限制而不能進一步提高。減弱電動機磁場使電機轉(zhuǎn)速升高的方法—弱磁控制，可以使電動機運行在額定轉(zhuǎn)速以上，從而滿足高速列車的寬調(diào)速范圍運行。
　　 在弱磁區(qū)，轉(zhuǎn)矩能力隨著頻率的增加而減小，電機轉(zhuǎn)矩輸出能力很大程度上取決于

2、弱磁控制策略。傳統(tǒng)弱磁控制方法使得轉(zhuǎn)子磁鏈與轉(zhuǎn)速成反比變化，這種控制方法要求定子電壓的幅值和相位均可控，由于電壓幅值的限定，電機轉(zhuǎn)矩能力不能充分發(fā)揮，電機將不能產(chǎn)生滿足機械特性要求的轉(zhuǎn)矩。本文正是針對傳統(tǒng)弱磁控制中存在的問題，通過對電機在弱磁區(qū)運行狀態(tài)的研究，采用有效的轉(zhuǎn)矩優(yōu)化策略，從而提高弱磁區(qū)電機轉(zhuǎn)矩的輸出能力。
　　 本文以交流感應(yīng)電機的數(shù)學模型為基礎(chǔ)，詳細分析了電機在電壓和電流限制條件下的全速度范圍運行狀態(tài)，針對電機在不

3、同區(qū)域的運行特征，討論了基于磁鏈補償控制和相位控制的兩種改進的弱磁方法，磁鏈補償控制通過改變?nèi)醮徘€的形式來協(xié)調(diào)d、q軸電流的分配以充分發(fā)揮電機的轉(zhuǎn)矩輸出能力；而相位補償控制通過改變定子電流的相位來協(xié)調(diào)d、q軸電流的分配。
　　 論文在Matlab/Simulink環(huán)境下搭建了基于CRH2A型動車組的磁場定向矢量控制模型，采用CRH2A的電機參數(shù)和牽引特性曲線對傳統(tǒng)弱磁控制策略和改進的兩種弱磁控制策略進行仿真驗證。最后，基于7.