城市轨道交通牵引逆变器控制方法的应用分析

城市轨道交通牵引逆变器控制方法的应用分析

论文摘要

地铁主传动系统由牵引逆变器、微机控制驱动装置、牵引电动机等部件组成。实施地铁主传动系统设备国产化,其工程意义不仅在于能有效降低主传动设备自身投资,还有助于“确保全部轨道车辆和机电设备的平均国产化率不低于70%”总体目标的实现,加快地铁设备国产化进程,促进我国地铁健康快速发展。本文研究了异步电动机直接转矩控制的方法原理,详细阐述了电压空间矢量、磁链和转矩的直接控制等基本理论,介绍了整个系统的结构框架,最后给出了定子磁链运行区间的判断方法和区段电压的选择方法与逆变器的开关表。论文设计了基于TMS320LF2407A的控制系统硬件电路和控制程序。应用PID的控制方法设计了控制器。通过MATLAB/SIMULNK对整个控制系统进行了仿真,得到系统各项参数的仿真结果,从仿真结果来看,使定子磁链轨迹成圆形,定子电流波形成正弦波,定子电流波形、磁链波形、变化平稳,转矩波形脉动较小。为了更好的控制电动机,直接转矩控制系统的磁链、转矩控制器采用滞环调节控制,速度控制器采用了PI调节器,达到了很好的调速效果。介绍了广州地铁1号线牵引逆变器的工作原理、技术参数、构成和有关器件的作用。进行的实践运用表明该逆变器稳定可靠,性能优良。直接转矩控制技术在广州地铁一号线车辆VVVF逆变器国产化项目中的运行情况,表明直接转矩控制技术较好地解决了异步电机调速问题,并且国产化VVVF逆变器与矢量控制的原系统匹配较好,具有良好互换性,达到了国产化目的。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 城市轨道交通发展的背景和发展概况
  • 1.2 国内外技术现状
  • 1.3 地铁交流传动系统的发展
  • 1.4 我国城市轨道交通交流传动系统的牵引逆变器
  • 1.5 本文的研究意义和主要研究内容
  • 第2章 直接转矩控制原理及改进
  • 2.1 城市轨道交通VVVF逆变器
  • 2.2 异步电动机调速的特点
  • 2.3 直接转矩控制的基本原理
  • 2.4 传统直接转矩控制方法的不足和改进
  • 2.5 同多电平技术的结合
  • 2.6 本章小结
  • 第3章 控制系统硬件设计
  • 3.1 TMS320LF2407及其外围电路设计
  • 3.2 驱动电路及缓冲电路设计
  • 3.3 系统主要软件流程设计
  • 3.4 本章小结
  • 第4章 直接转矩控制的仿真与实验研究
  • 4.1 基于MATLAB/SIMULINK控制系统的建模与仿真
  • 4.2 异步电机直接转矩系统仿真研究
  • 4.3 直接转矩控制系统仿真结果
  • 4.4 实验波形
  • 4.5 本章小结
  • 第5章 以广州地铁一号线传动系统为例应用分析
  • 5.1 广州地铁一号线车辆牵引和电制动系统
  • 5.2 DASU6型原VVVF逆变器
  • 5.3 国产化VVVF逆变器
  • 5.4 国产化逆变器试验结果及与原系统的匹配
  • 5.5 本章小结
  • 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 相关论文文献

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