高速动车组用异步牵引电机内电磁场的时步有限元计算与分析

文章以一台高速动车组用异步牵引电机为例,建立异步牵引电机场路耦合的数学模型和物理模型.利用时步有限元数值分析方法对电机内电磁场进行计算,得到电机的主要电磁性能,并与给定的电磁设计计算值进行比较.同时利用傅里叶谐波分析程序对电机的气隙磁密进行分解,研究基波与各次谐波的磁密分布情况.并对电机铁芯各部件的磁密分布状态进行了分...     

轨道交通异步牵引电机无速度传感器矢量控制技术分析

介绍适用于轨道交通的异步牵引电机无速度传感器矢量控制方法。分别从控制原理、不同调制模式的切换、基波电流提取、带速重投以及黏着控制方面对轨道交通中列车异步牵引电机的矢量控制原理进行说明。着重阐述如何根据异步牵引电机数学模型采用全阶磁链观测器观测出异步牵引电机的转子磁链,利用转速估计计算,实现异步牵引电机无速度传感器的转速估计。仿真和实验结果表明,该方法可以实现转速的快速和准确估计,系统具有良好的动静态性能。     

高速动车组永磁牵引电动机研制

高速动车组对其牵引电机效率、功率密度等性能以及可靠性有苛刻的要求,而传统异步牵引电机性能提升空间较小,很难满足新一代高速铁路牵引系统的需求,因此提出研制高速动车组永磁牵引电动机来提高牵引电机的性能及可靠性。根据高速动车组永磁牵引电动机的技术特点及主要技术参数,通过磁路结构设计、抗失磁分析、轻量化设计及热管理优化,设计并制造了一台永磁牵引电动机。样机试验结果满足电动机技术条件的要求。高速动车组永磁牵引电动机研制的方法可为后续研究提供坚实的理论依据及实践经验。     

动车组牵引电机矢量控制系统几项关键技术

基于高电压、大电流IGBT功率器件的牵引逆变器及异步牵引电机已成为高速动车组牵引传动系统的主流电路结构,矢量控制技术作为一种高性能的异步牵引电机控制策略得到广泛应用。现从实用性角度出发,介绍了动车组牵引电机矢量控制系统的几项关键技术,包括电压电流测量、电压解耦算法、转子磁链观测模型、定子频率校正、多模式PWM调制。     

高速列车异步牵引电机直接磁场定向控制研究

对高速列车异步牵引电机的直接磁场定向控制技术进行研究。针对某型动车牵引电机,对电压型、电流型以及混合闭环磁链观测器的工作特性进行频率响应函数分析对比,并且仿真实现了基于混合型磁链观测器的牵引电机直接磁场定向控制。结果表明,电机参数偏差影响观测器对转子磁链的观测效果,混合型的闭环磁链观测器具有较强的参数鲁棒性,适合应用于直接磁场定向控制系统中。     

电磁仿真技术在异步牵引电机转子优化设计中的应用

针对解析法无法对电机转子局部结构导致的损耗和励磁电流进行定量分析的问题,文章提出在采用解析法进行初步方案计算的基础上,引入电磁仿真技术,并以190 kW异步牵引电机为例,分析和计算了附加损耗以及空载电流随通风孔数量的变化,通过试验验证了采用电磁仿真技术的有效性.     

抑制异步牵引电机启动峰值电流的控制策略研究

针对直接转矩控制(Direct Torque Control,简称DTC)模式下异步牵引电动机启动峰值电流过大的问题,提出了一种抑制异步牵引电机启动峰值电流的转矩和磁链同步控制策略。根据两相静止αβ坐标系下异步电机的数学模型,利用Matlab/Simulink软件包中的S函数模块和基本模块,构建出交流异步电动机直接转矩控制系统的仿真模型,对其在转矩和磁链不同控制策略下的启动过程进行了动态仿真。仿真结果与目前牵引电机运行的数据接近,证明了该仿真模型的合理性和有效性。这表明,采用转矩和磁链同步控制策略至少可以降低2/3的启动峰值电流。     

永磁同步电机不同工况下定转子铁耗分析

永磁电机在不同的工况下产生的铁耗大小不尽相同.采用采样得到的驱动器供电下永磁电机实际电流作为激励,对电机进行二维有限元计算,分别获得了工作于空载、最大转矩电流比控制及弱磁不同工况下的磁密波形,进而计算铁耗.分别计算了12槽8极(分数槽)的试样永磁电机及24槽8极(整数槽)电机工作在不同工况下铁耗.通过二者比较分析铁耗产生的原因,经过与试验对比,结果表明该计算方式有较高的准确性,可以用于分析电机铁耗产生的原因及指导高效率电机的设计.     

异步牵引电机全速域直接转矩控制策略的研究

从理论上分析了直接转矩控制原理,建立了异步牵引电机在全速域范围内运行的直接转矩控制方案:在低速区采用间接直接转矩控制,并基于间接直接转矩控制提出了一种新的启动限流方法;在中速区基于十八边形磁链采用直接转矩控制;在高速区基于六边形磁链,通过磁链动态调节达到转矩控制的目的.通过仿真对该方案进行了验证,结果表明:提出的异步牵引电机全速域直接转矩控制策略是可行的,系统具有良好的动静态性能,可用于异步牵引电机控制器的研究与开发.     

内燃机车牵引电动机磁场削弱时励磁系统的过渡过程及其影响

本文研究牵引电动机削磁时过渡过程中的电流冲击现象。分析表明,过量的电流冲击是由于牵引电动机主回路和发电机励磁系统时间常数不同所造成的,这一点已得到模拟试验的证实。本文计算出东风_4型内燃机车牵引电动机削磁时冲击电流的大小,并对电机换向的影响进行了分析。最后提出对目前主发电机励磁系统改进的措施。     

微机调速系统在牵引电动机试验中的应用

文章讨论了通过空载试验解决牵引电动机配对的问题,介绍了单片机调速系统在牵引电动机空载试验中的应用,以及电路原理和程序框图。     

交流传动地面功率试验及问题探讨

介绍了交流传动地面功率试验的主要结果,并就异步牵引电动机、逆变器、滤波电路及保护中的一些问题进行了探讨,提出交流传动机车应进一步研究解决的问题。     

基于磁链滞环比较器和空间矢量调制的直接转矩控制

提出一种适用于异步牵引电动机低速区的直接转矩控制的新方法,利用磁链滞环比较器获得了较小的转矩脉动,采用空间矢量调制实现了准恒开关频率运行。仿真结果验证了上述结论。     

异步电机的Γ型电路分析和改进型 U-N 模型设计简

文章分析了异步电机Γ型电路的数学模型、极点分布和反馈矩阵的设计,采用了全阶磁链观测器模型观测定/转子磁链,对比了全阶磁链观测器模型和U-N模型,并结合两者优点得到了定/转子磁链同步补偿的改进型U-N模型。Matlab仿真结果表明,改进型模型具有良好的精度和鲁棒性,可适应于各种高性能的电机控制平台。     

逆变器供电的异步牵引电机特性曲线的计算

针对普通工频异步电机的特性参数计算方法不适用于逆变器供电的异步牵引电机的问题，对电压源逆变器供电的异步牵引电机动行特性进行了分析并提出了计算方法，具体讨论了不同工况下的电机特性参数的计算，给出了计算实例。     

27.5kV永磁机构真空断路器的研究

针对列车牵引供电系统提出了采用直线传动方式的27.5kV永磁真空断路器,减少合闸时的弹跳,提高了机构的稳定性和使用寿命。     

大功率GTO逆变器磁链轨迹PWM控制方法

大功率ＧＴＯ逆变器用于铁路电力牵引，其ＰＷＭ控制与一般工业领域中的变频调速系统的ＰＷＭ控制有很大不同。章在分析了磁链畸变对电机转矩脉动影响的基础地大功率ＧＴＯ逆变器ＰＷＭ控制技术的特点，提出了适用于铁路电力牵引的零矢量载波磁链轨变ＰＷＭ控制原理及实现方法。试验结果证实了这种控制方法的可行性。     

内燃机车异步发电系统分析

针对内燃机车牵引发电系统中异步发电机稳态工作时电机功率因数和效率低的问题,采用无功功率为零和最大转矩电流比控制方法,分析了异步电机旋转坐标系下电磁关系,分别完成无功功率为零和最大转矩电流比(MTPA)控制的方程解析式的解读;在中间直流环节限制下,分析异步发电机的弱磁曲线,寻找最小电流工作点,完成电流轨迹规划;在保证牵引发电系统稳定运行的前提下,提高电机与逆变器的工作效率,并利用Simulink仿真软件对系统进行分析。