動(dòng)車組牽引電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)研究.pdf

1、高速列車在行進(jìn)過程中，電機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，產(chǎn)生牽引力來驅(qū)動(dòng)列車運(yùn)行，因此牽引電機(jī)的性能影響著列車的動(dòng)力性。在逆變器供電下，牽引電機(jī)輸入電壓中含有大量諧波，這些諧波電壓會(huì)產(chǎn)生諧波電流及諧波磁通，進(jìn)而產(chǎn)生諧波轉(zhuǎn)矩，引起電磁轉(zhuǎn)矩的脈動(dòng)。因此，如何準(zhǔn)確計(jì)算諧波轉(zhuǎn)矩并且有效削弱諧波是分析設(shè)計(jì)過程中面臨的關(guān)鍵問題。本文以電磁理論為基礎(chǔ)，對(duì)上述問題進(jìn)行了相關(guān)研究。
　　基于SPWM控制技術(shù)基本原理，針對(duì)單相和三相SPWM逆變電路進(jìn)行了深入地

2、分析和推導(dǎo)，得到了其輸出諧波電壓的雙重傅里葉級(jí)數(shù)表達(dá)式。運(yùn)用MATLAB/Simulink軟件對(duì)逆變電路進(jìn)行了仿真，得到輸出電壓諧波頻譜的分布規(guī)律。從多個(gè)方面討論了諧波對(duì)異步電機(jī)運(yùn)行的不利影響。
　　從電機(jī)運(yùn)行的電磁理論出發(fā)，討論了異步牽引電機(jī)的諧波磁勢(shì)，詳細(xì)分析了諧波轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的機(jī)理。在研究基波、諧波等效電路的基礎(chǔ)上，利用虛位移原理，推導(dǎo)出了脈動(dòng)諧波轉(zhuǎn)矩的計(jì)算公式。建立了理想電源下的異步牽引電機(jī)系統(tǒng)模型和逆變器供電下的異步牽引電機(jī)

3、系統(tǒng)模型，其中后者采用了按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的矢量控制方法。對(duì)模型進(jìn)行了仿真，并對(duì)比了仿真結(jié)果。通過計(jì)算實(shí)例對(duì)異步牽引電機(jī)諧波轉(zhuǎn)矩進(jìn)行分析和計(jì)算，為進(jìn)一步研究諧波轉(zhuǎn)矩對(duì)牽引電機(jī)的影響打下了基礎(chǔ)。
　　針對(duì)CRH380XL動(dòng)車組牽引電機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，分析測(cè)試數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了相關(guān)結(jié)論。為了根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)快速分析諧波頻譜和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)情況，編寫了牽引電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)分析軟件。
　　從SPWM逆變器諧波抑制和牽引電機(jī)參數(shù)優(yōu)化兩方面提出了減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的措