大功率内燃机车交流传动系统设计

论文摘要

本课题根据近年来在机车上成熟运用的交流电传动技术以及相关的控制技术,结合铁路需要的大功率交流传动内燃机车,对机车交流电传动以及相关控制进行研究、分析,在使用交流电传动技术,充分发挥内燃机车交流电传动的优势的前提下,提出一种内燃机车交流电传动以及相关控制方案。该方案考虑内燃机车运用需求发展的趋势,从机车性能要求入手,分析内燃机车电传动所涉及的相关控制技术和所面临的问题,对包括内燃交流电传动所涉及到的交流异步电动机调速控制、机车粘着控制、机车主传动控制、机车辅助传动控制、机车级微机控制系统、机车性能复核、功率控制、PWM控制以及由于采用PWM控制所衍生的一些问题和解决办法等方面进行研究。交流电传动涉及到多个领域的理论和技术,应用到内燃机车上的交流电传动又要和内燃机车独特的技术特征和运用要求相结合,使得机车电传动系统非常复杂。使用高技术武装内燃机车的一个主要的初衷是得到系统高性能下的高可靠性和经济性。因此,对这种复杂多领域技术的成功运用的标志不仅仅是技术上的可行性和得到预期性能参数。通过对内燃机车交流电传动相关理论和重要部件的分析研究,构建完整的模型用于优化核心部件和系统的参数体系,从而实现内燃机车交流电传动系统的优化设计和研制,是实现上述初衷的重要基础。这正是本选题研究的主要内容和重点。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 交流传动的优点
• 1.2 国内外交流传动技术的发展
• 1.2.1 电力电子技术的发展
• 1.2.2 微电子技术与控制理论的发展
• 1.3 国内的引进与开发
• 本章小结
• 第二章 交流内燃机车传动形式
• 2.1 内燃机车的传动类型和形式
• 2.2 内燃机车交流传动系统设计方案
• 2.2.1 系统原理图
• 2.2.2 功率运行模式图
• 本章小结
• 第三章 交流主传动系统
• 3.1 主发电机及其励磁
• 3.1.1 主辅发电机总体设计
• 3.1.2 主辅发电机的主要技术参数及结构材料
• 3.2 异步牵引电动机
• 3.2.1 异步牵引电动机特性
• 3.2.2 异步电动机的选用
• 3.2.3 异步电动机变频调速控制
• 3.3 牵引逆变器
• 3.3.1 牵引逆变器工作原理
• 3.3.2 HXN3 型机车牵引逆变器
• 3.4 粘着控制和机车性能
• 3.4.1 粘着及其控制
• 3.4.2 粘着及机车性能参数
• 3.5 机车牵引、制动工况特性分析
• 3.5.1 机车牵引工况分析
• 3.5.2 电阻制动工况分析
• 3.5.3 HXN3 型机车牵引、制动特性
• 3.6 主电路设计
• 3.6.1 主发电机及整流装置电路
• 3.6.2 逆变牵引电路
• 3.6.3 电阻制动电路
• 3.6.4 主发电机励磁电路
• 3.6.5 主电路接地缺相保护电路
• 本章小结
• 第四章 交流辅助传动设计
• 4.1 机车柴油机冷却风扇异步电动机控制
• 4.2 空压机电机和牵引电动机通风机电机驱动控制
• 4.3 冷却风扇电机、空压机电机供电电路
• 4.4 辅助电机
• 4.5 辅助电源变换器
• 4.6 辅助电源变换器APC 电路
• 本章小结
• 第五章 机车微机控制系统
• 5.1 微机控制系统
• 5.1.1 微机控制系统功能
• 5.1.2 微机控制系统组成
• 5.2 柴油机燃油喷射装置EMDEC
• 本章小结
• 第六章 PWM 供电对异步电动机的影响和电磁兼容
• 6.1 PWM 供电对异步牵引电机的影响
• 6.2 PWM 供电系统电磁兼容
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢