高速动车组牵引传动控制系统仿真研究

以CRH380A型动车组为研究对象,阐述了牵引传动系统的工作原理,探讨了脉冲整流器的瞬态电流控制策略和三电平逆变器的空间矢量脉宽调制技术。着重分析了转子磁场定向间接矢量控制和牵引传动控制系统的工作原理。根据CRH380A型动车组实际设计参数,构建了牵引传动控制系统的MATLAB仿真模型,分析了该模型在牵引工况、再生制动工况和不同运行速度下的电机输出转矩和定子相电流波形。仿真结果表明,所建的恒速控制模块能够实现动车组在牵引恒速、惰行和再生制动恒速等不同运行状态间的平滑切换;牵引传动控制系统仿真模型能够实现动车组在牵引和再生制动工况下的稳定运行,达到了预期目标。     

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。     

CRH3动车组两种恒速控制策略研究与仿真

为了研究CRH3型动车组恒速控制器所适合的控制策略,分别分析了PI调节器和双滞环调节器两种恒速控制策略的原理,并将这两种恒速控制器应用于牵引电机矢量控制系统中,通过MATLAB/Simulink对其进行仿真研究。仿真结果表明,采用双滞环调节恒速控制器可使动车组在牵引、恒速、制动工况间平滑切换,转矩、磁链波动较小,是适合CRH3动车组采用的一种恒速控制策略。     

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。     

基于电压控制器的转子磁场准确定向方法研究

在异步电机转子磁场定向矢量控制中,电机温度以及运行条件的改变会造成电机定子电流的励磁分量和转子磁链方向不一致,从而对矢量控制性能产生严重影响,特别是在高速弱磁区域。文中提出了一种基于电压控制器的转子磁场准确定向方法。分析了电机端电压和转子磁场定向的准确度之间的关系,并采用了一种电压控制器来消除由于定向不准产生的定子电流励磁分量和转子磁链之间的误差角度。仿真结果表明本方案可以在整个速度范围内显著提高控制系统性能,从而对电机参数变化等对不利因素具有更强的鲁棒性。     

基于q轴磁链的机车牵引电机转子磁场校正技术

为提高整个机车交流传动系统的稳态和动态性能,利用牵引电动机间接磁场定向控制技术实现转矩和励磁解耦独立控制的磁场准确定向技术,对"和谐"型电力机车牵引电动机矢量控制过程中的磁场定向方式进行了演绎,以观测转子q轴磁链为模型,分析了转子磁链大小、位置,并利用MRAS理论通过自适应调节实现转子磁场定向实时校正。在实际应用中证明了理论分析的正确性和磁场准确定向校正策略的有效性。     

牵引电机无速度传感器间接定子量磁场定向控制

在分析直接转矩控制系统优缺点的基础上,重点介绍了牵引电机间接定子量磁场定向控制方法(ISC),讨论了基于间接定子量磁场定向的无速度传感器牵引电机控制系统,通过仿真验证了基于间接定子量磁场定向的无速度传感器牵引电机控制方法的有效性.对我国轨道交通运输和电力牵引传动控制技术的研究作了简要的总结和展望.     

接触网网压波动下动车组恒速控制策略的仿真研究

动车组运行时,接触网网压会在一定范围内波动.为使动车组在接触网网压波动范围内实现在0～250km/h范围内任意速度下稳定运行而引入了一种恒速控制策略.此恒速控制策略通过牵引控制与恒速控制之间平滑过渡,防止在不同控制方式之间切换时引起较大的转矩和电流波动.仿真模型采用直接转子磁场定向控制系统,牵引整流器采用正弦脉宽调制控制的带中点箝位二极管的三电平拓扑结构,牵引逆变器采用空间电压矢量控制的带中点箝位二极管的三电平拓扑结构,仿真结果验证系统具有良好的动、静态特性,并能够很好的实现接触网网压波动下动车组恒速控制.     

CRH1型动车组牵引系统的仿真研究

CRH1型动车组是中国高速动车组的重要组成部分。对CRH1型动车组牵引系统进行仿真研究,对我国高速铁路的发展有着及其重要的意义。介绍了CRH1动车组牵引系统的基本概况,重点介绍了网侧变流器和矢量控制系统的数学模型。利用仿真软件MATLAB/SIMULINK中的电气系统模块,构建了CRH1型动车组牵引系统的仿真模型,并对其牵引特性进行仿真试验。仿真结果基本符合CRH1型动车组真车试验结果。     

CRH系列动车组牵引变流器主电路分析

介绍了牵引传动系统的工作原理,随后对CRH_1、CRH_2、CRH_3、CRH_5、CRH380A、CRH380B型动车组牵引变流器主电路进行了对比分析,最后推荐出一种牵引变流器主电路,为其他牵引变流器主电路的设计提供参考。     

基于三相异步感应电机数学模型的在线参数辨识技术研究

三相异步感应电机矢量控制的关键在于磁场定向,而影响磁场定向的重要因素之一是电机参数转子电阻。为解决矢量控制动态性能对转子电阻的依赖问题,对三相异步感应电机转子电阻在线辨识技术进行了研究。建立感应电机数学模型,根据电机模型的数学表达式,提出了转子电阻的在线辨识方法,根据电机模型的等效电路图,推导了迭代求解转子电阻的数学表达式,在迭代求解过程中,以电机变量空间矢量图中的转子电阻电压和电流的平行关系作为判定计算结束的标志,得以准确求解转子电阻值。试验结果表明,该方法可有效地在线辨识转子电阻,计算简单,辨识精度高,符合工程应用需要。     

城市轨道交通车辆交流传动系统建模与仿真分析

介绍了城市轨道交通车辆交流牵引系统的结构,建立了各个关键部件如供电、牵引电机、整流、逆变、驱动控制、车辆动力学等的数学模型,并基于Matlab/Simulink软件建立了仿真模型.模型参数设置取自实验室的试验台架,控制方法采用转子定向的矢量控制.仿真结果与台架的试验数据基本吻合,验证了该模型的正确性.     

CRH_(6F)型城际动车组制动系统安全性设计

针对CRH_(6F)型城际动车组特殊的运用条件要求,介绍了CRH_(6F)型城际动车组制动系统"故障导向安全"的设计理念,从城际动车组的制动系统的组成、系统功能、系统故障导向安全的控制进行了详细的阐述。     

CRH_(3A)型动车组制动控制单元GCU系统

主要对CRH_(3A)型高速动车组上的制动控制单元GCU(Gateway Unit and Control Unit)系统的组成、功能进行分析,并对比目前运营较普及的CRH3系列动车组,对两种不同的制动控制单元的差异性进行深入分析。为目前即将大批量投入运营的CRH_(3A)型动车组的运营维护提供了一定的技术参考。最后对GCU系统运用在高速动车组上的问题与解决方案进行了说明和分析,并在结论中提出了一项改进方案以更进一步适应高速动车组的运营要求。     

动车组牵引计算仿真研究

通过分析我国高速列车动车组牵引制动特点,在建立动车组牵引计算力学模型的基础上,利用VC++2005.net开发了适合于我国高速列车动车组的牵引计算仿真系统。在分析动车组受力组成的基础上,根据机械能增量与耗散力做功相等的结论以CRH3动车组为例,结合实际的线路条件说明了该仿真模型计算结果的合理性。     

CRH_3高速动车组牵引特性分析

目前300～350 km/h的交流传动动车组已在沪宁、沪杭高铁线路及京津、武广城际铁路上运行。高速动车组具有重量轻,粘着利用好,启动加速度快等特点。以CRH_3型4动4拖八节编组为例介绍交流传动动车组牵引加速度、牵引力、制动力和制动距离的计算,以及牵引系统在故障情况下的运行特点。     

电动车组牵引传动系统的实时仿真研究

通过分析某电动车组牵引传动系统的结构和工作原理,基于Simulink建立包含牵引变压器、四象限变流器、中间直流回路、PWM逆变器和牵引电机5个子模型的牵引传动系统离散数学模型,并联合dSPACE实时仿真器建立包含虚拟牵引传动系统、牵引控制器和接口箱的牵引传动系统实时仿真平台,以模拟电动车组运行时的牵引传动系统,并首次通过虚拟司控台和电动车组中央控制系统,模拟牵引传动系统对司机操纵的响应.利用该实时仿真平台对牵引控制器车载程序进行测试,得到的牵引特性曲线与给定的牵引特性曲线基本一致,牵引和制动工况下的四象限变流器和牵引电机的电压和电流也满足牵引和制动控制的要求,表明所建立的牵引传动系统实时仿真平台能够较准确地模拟实际电动车组牵引传动系统的运行,平台中的虚拟牵引传动系统可代替实际传动系统用于电动车组牵引控制器的研究及测试.     

CRH5A型动车组单车制动不缓解原因浅析

自2007年4月CRH_(5A)型动车组运营以来,单车常用制动不缓解故障率较高。本文从CRH_(5A)型动车组制动系统的设计原理出发,阐述了运营中单车常用制动不缓解的故障情况。着重对两个不缓解的典型案例进行分析,设计对应的识别、判断及预防措施,从而确保列车的运营安全。介绍的故障诊断及预防措施在我国高速动车组上得到了很好的验证。     

CRH_6型城际动车组运用安全问题分析与建议

根据新研发投用的CRH_6型城际动车组运用和旅客服务的特点,分析其在送修和救援等情况下,需机车牵引运行时可能发生制动失效、车门使用较CRH_2型动车组频繁但维修周期和标准却没有提高可能造成车门不良的行车安全隐患,以及站台屏蔽门开闭顺序不合理时可能发生的旅客乘降安全问题、车厢超员座位及扶手设计不能确保紧急制动时超员旅客的人身安全问题,并提出改进建议。     

异步牵引电机磁场定向控制解耦算法的研究

针对异步牵引电机,研究了磁场定向控制系统的电压解耦问题。就一种新的解耦算法,从动态响应、抗参数变化、弱磁区转矩响应等方面,借助理论分析和计算机仿真,与现有的解耦算法进行比较。研究表明:该方法更适合于大功率牵引电机的解耦计算。