高速列車同步牽引系統(tǒng)仿真研究.pdf

1、高速列車牽引系統(tǒng)是列車的動力來源,也是保證列車快速、穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵結(jié)構(gòu),其主電路包括牽引變壓器、單相三電子四象限整流器、中間直流環(huán)節(jié)、三電平逆變器和牽引電機(jī)。
　　 論文首先介紹了高速列車牽引系統(tǒng)的組成和功能,用永磁同步電機(jī)替代傳統(tǒng)的三相異步電機(jī),作為牽引電機(jī),利用Matlab／Simulink搭建高速列車牽引系統(tǒng)仿真模型,針對牽引變流器、牽引電機(jī)的控制策略和同步控制算法進(jìn)行研究,并對控制算法進(jìn)行比較和仿真驗證。
　　

2、四象限整流器采用SPWM調(diào)制,以及預(yù)測電流控制策略,三電平逆變器部分采用直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)來驅(qū)動永磁同步電機(jī)。該系統(tǒng)能根據(jù)CRH3型動車組的牽引、制動特性曲線模擬動車組牽引、惰性、制動等運(yùn)行工況,實現(xiàn)了動車組在不同速度下的穩(wěn)定運(yùn)行.仿真結(jié)果表明,在轉(zhuǎn)速指令變化時,電壓波動較小,速度變化平滑,具有較好的靜態(tài)和動態(tài)性能。牽引工況下,利用直接轉(zhuǎn)矩控制使?fàn)恳姍C(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩很好地跟蹤轉(zhuǎn)矩指令,在低速運(yùn)行時按恒力矩運(yùn)行。自動運(yùn)行時,牽引系統(tǒng)能根據(jù)速度

3、指令設(shè)定值,當(dāng)前區(qū)域限速和動車組運(yùn)行狀態(tài)等信息自動計算控制指令,使動車組恒功率運(yùn)行。制動工況下,牽引系統(tǒng)根據(jù)制動力矩對牽引電機(jī)實施再生制動,將能量回饋電網(wǎng)。在各個工況相互切換時,利用滯環(huán)控制,實現(xiàn)控制指令的平滑過渡,避免轉(zhuǎn)矩、速度的較大波動。
　　 在實現(xiàn)單臺牽引電機(jī)穩(wěn)定控制的基礎(chǔ)上,采用基于相鄰耦合誤差的多電機(jī)同步控制算法對一個動力單元的多臺牽引電機(jī)進(jìn)行同步運(yùn)行控制,使四臺電機(jī)轉(zhuǎn)速始終保持協(xié)調(diào)一致.并將該算法與其他同步控制算法