基于CRH5型動(dòng)車組國產(chǎn)化TCU的牽引電機(jī)高速區(qū)運(yùn)行控制研究.pdf

1、牽引傳動(dòng)系統(tǒng)是高速列車的關(guān)鍵子系統(tǒng)之一，牽引電機(jī)控制性能的優(yōu)劣將直接影響到列車運(yùn)行性能的優(yōu)劣。由于牽引傳動(dòng)系統(tǒng)具有大功率、高電壓等特點(diǎn)，綜合考慮牽引變流器功率、開關(guān)器件損耗、散熱限制等因素，其最高開關(guān)頻率往往較低，給牽引電機(jī)控制帶來諸多難點(diǎn)。本文主要針對低開關(guān)頻率下的多模式脈寬調(diào)制技術(shù)和高速方波區(qū)的弱磁控制策略展開研究。
　　本文首先從宏觀角度對牽引電機(jī)在全速域的控制和調(diào)制策略進(jìn)行深入的分析，指出在采用不同調(diào)制方式時(shí)，相應(yīng)的電機(jī)控

2、制策略也應(yīng)作出合理的調(diào)整。研究了在電機(jī)中低速區(qū)采用轉(zhuǎn)子磁場定向的間接矢量控制，而在高速方波區(qū)轉(zhuǎn)入電壓前饋的標(biāo)量控制的混合控制方案，并從實(shí)際牽引控制器為DSP+FPGA結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)考慮，為解決控制與調(diào)制不同步問題，加入同步相角調(diào)節(jié)器來提高控制的響應(yīng)能力。
　　針對高速列車牽引傳動(dòng)系統(tǒng)大功率、低開關(guān)頻率特性，對當(dāng)前常用兩種低分頻下的同步調(diào)制策略:同步SVPWM和SHEPWM策略進(jìn)行對比分析研究。比較了相同分頻下兩種調(diào)制策略的電壓諧波，W

3、THD等，得出了3分頻時(shí)，SVPWM諧波性能更優(yōu)的結(jié)論，因此在不同應(yīng)用場合需要合理選擇調(diào)制的模式和種類才能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的調(diào)制性能。同時(shí)基于CRH5型國產(chǎn)化TCU平臺完成了采用SHEPWM的全速域不同調(diào)制模式之間的平滑切換實(shí)驗(yàn)。
　　在列車運(yùn)行的高速弱磁區(qū)，為了維持恒功，牽引轉(zhuǎn)矩隨著轉(zhuǎn)速的的升高而減小。由于高速區(qū)需要轉(zhuǎn)入方波工況，電壓幅值將不可控，采用傳統(tǒng)的反比例弱磁控制方法在電機(jī)滿功率運(yùn)行時(shí)，電流和電壓同時(shí)受限，導(dǎo)致此時(shí)控制器輸出容易