大功率牽引傳動系統(tǒng)的直接轉矩控制算法研究與優(yōu)化.pdf

1、本文以國家科技支撐項目“高速貨運機車牽引逆變器研制”為依托，以大功率牽引傳動系統(tǒng)--HXD1型電力機車為研究對象，對異步牽引電機直接轉矩控制算法進行了深入研究，包括傳統(tǒng)直接轉矩控制的優(yōu)化方案研究和無速度傳感器技術研究。
　　傳統(tǒng)直接轉矩控制理論是本文的基礎，因此論文首先論述了傳統(tǒng)直接轉矩控制系統(tǒng)的基本理論，簡要介紹了兩電平逆變器和異步牽引電機的數(shù)學模型及直接轉矩控制系統(tǒng)的基本結構，重點闡述了圓形、十八邊形、六邊形磁鏈軌跡控制算法的

2、基本原理。
　　針對傳統(tǒng)直接轉矩控制轉矩波動大和開關頻率不恒定的缺陷，本文分別從磁鏈和轉矩的角度對其局限性進行了定性分析。在此基礎上給出了優(yōu)化方案，低速區(qū)采用間接定子量控制代替基于開關表的圓形磁鏈軌跡控制，固定了開關頻率，減小了起動轉矩脈動；為了保留直接轉矩控制的優(yōu)越性，中高速區(qū)在十八邊形和六邊形磁鏈軌跡控制的基礎上加入轉矩預測控制改善了中高速轉矩脈動，有利于控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。本文還對該優(yōu)化方案和傳統(tǒng)直接轉矩控制仿真結果進行了對

3、比，結果表明優(yōu)化方案能有效減小轉矩脈動。
　　在直接轉矩控制優(yōu)化方案的基礎上，本文還對無速度傳感器技術進行了研究。本文重點闡述了閉環(huán)定子磁鏈觀測器和全階狀態(tài)觀測器的基本原理，對模型參考自適應(MRAS)和全階自適應狀態(tài)觀測器(Luenberger)的速度估計方法進行了詳解。最后在參數(shù)變化的情況下，對兩種磁鏈觀測器和兩種無速度觀測器進行了仿真，仿真結果表明，相比模型參考自適應，全階自適應狀態(tài)觀測器的速度估計更準確，更加適合應用到直接