基于動(dòng)子電流的雙饋直線電機(jī)矢量控制研究.pdf

1、近十年來(lái)，我國(guó)軌道交通取得了巨大的進(jìn)步。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各大城市對(duì)地鐵、輕軌、有軌電車等城市軌道交通有了新要求。直線電機(jī)牽引技術(shù)在地鐵和磁浮列車中表現(xiàn)出了較大的優(yōu)勢(shì)，是列車驅(qū)動(dòng)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。本文以城軌用雙饋直線電機(jī)為研究對(duì)象，對(duì)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型、基于動(dòng)子電流的矢量控制方法、直線電機(jī)的邊端效應(yīng)、電機(jī)運(yùn)行中能量的調(diào)節(jié)等方面進(jìn)行了較為深入的研究。
　　分析了雙饋直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)。對(duì)比單邊直線感應(yīng)電機(jī)可知雙饋直線電機(jī)結(jié)構(gòu)存在明顯的不

2、同，為了準(zhǔn)確地建立電機(jī)模型，需要考慮電機(jī)的邊端效應(yīng)。采用直線電機(jī)的一維電磁場(chǎng)分析方法得出了電機(jī)的氣隙磁場(chǎng)表達(dá)式，再根據(jù)電機(jī)內(nèi)部電磁功率的關(guān)系推導(dǎo)了縱向動(dòng)態(tài)端部效應(yīng)系數(shù)，據(jù)此得出了考慮端部效應(yīng)的“T”型等值電路。對(duì)電機(jī)的主要特性參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算。等值電路為后續(xù)的電機(jī)性能分析和控制提供了模型基礎(chǔ)。
　　使用Ansoft Maxwell軟件對(duì)雙饋直線電機(jī)進(jìn)行了有限元仿真。仿真中主要改變電機(jī)的激勵(lì)電流，氣隙大小和電機(jī)的運(yùn)行速度三個(gè)條件，研究

3、不同條件下電機(jī)水平推力的變化情況，并與等效電路模型的計(jì)算相對(duì)比，驗(yàn)證電路模型的有效性。
　　根據(jù)電機(jī)基本原理，建立了電機(jī)在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系（dq0）下的數(shù)學(xué)模型，簡(jiǎn)要分析了常見雙饋電機(jī)控制方法，決定采用基于動(dòng)子電流的矢量控制方法。該方法的優(yōu)點(diǎn)是不存在電流的耦合，轉(zhuǎn)矩表達(dá)式簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)量在轉(zhuǎn)子側(cè)，對(duì)變頻器的容量需求相對(duì)較小。利用Simulink對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證了動(dòng)子電流控制方案的有效性，研究了雙饋直線電機(jī)速度調(diào)節(jié)中的能量流