動車組牽引電機轉(zhuǎn)矩脈動研究.pdf

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

2、分析和推導(dǎo)，得到了其輸出諧波電壓的雙重傅里葉級數(shù)表達式。運用MATLAB/Simulink軟件對逆變電路進行了仿真，得到輸出電壓諧波頻譜的分布規(guī)律。從多個方面討論了諧波對異步電機運行的不利影響。
　　從電機運行的電磁理論出發(fā)，討論了異步牽引電機的諧波磁勢，詳細分析了諧波轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的機理。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)出了脈動諧波轉(zhuǎn)矩的計算公式。建立了理想電源下的異步牽引電機系統(tǒng)模型和逆變器供電下的異步牽引電機

3、系統(tǒng)模型，其中后者采用了按轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制方法。對模型進行了仿真，并對比了仿真結(jié)果。通過計算實例對異步牽引電機諧波轉(zhuǎn)矩進行分析和計算，為進一步研究諧波轉(zhuǎn)矩對牽引電機的影響打下了基礎(chǔ)。
　　針對CRH380XL動車組牽引電機進行現(xiàn)場實測，分析測試數(shù)據(jù)，驗證了相關(guān)結(jié)論。為了根據(jù)測試數(shù)據(jù)快速分析諧波頻譜和轉(zhuǎn)矩脈動情況，編寫了牽引電機轉(zhuǎn)矩脈動分析軟件。
　　從SPWM逆變器諧波抑制和牽引電機參數(shù)優(yōu)化兩方面提出了減小轉(zhuǎn)矩脈動的措