交流牵引异步电机试验系统研究

• 作 者: 李晓尚
• 发表日期: 2010年01期
• 关键词: 异步牵引电机 矢量控制 试验系统 三相电压源逆变器 仿真

牵引电机是铁路干线电力机车牵引传动系统的重要组成部分之一,研究牵引电机试验技术,对保证牵引传动系统的安全可靠运行具有至关重要的意义。本文以牵引电机中应用最广泛的异步电机为例,对交流牵引电机试验系统进行了研究。本文分析了国内外电机试验系统的发展现状,提出了基于异步电动机转化为交流发电机做负载的对拖互馈式试验系统,接着分析了交流牵引异步电机试验系统的试验要求、功能、原理、能量关系已及各种工作状态,建立了试验系统主电路结构和布局。文章根据坐标变换理论,详细导出了异步电机按转子磁场定向方式下的数学模型,引入异步电机间接矢量控制策略,并介绍了SVPWM的基本原理和实现算法。在理论分析的基础上,运用Matlab/Simulink搭建了系统仿真模型,模拟仿真了单台异步电机矢量控制控制系统工作工况的电机性能,模拟仿真了双电机联接的试验系统基本工况的电机性能,并对列车运行阻力负载进行模拟仿真研究,为下一步的实际应用打下良好的基础。最后,根据实验室建立的一套三相电压源逆变器控制的完整交流牵引异步电机试验平台,对双电机互馈试验系统进行了稳态实验和动态实验,实验结果和仿真结果进行了对比。实验结果表明,电机试验平台具有良好的动静态性能,能很好地完成对牵引异步电机的试验,还可以进行不同控制方案的比较试验和新控制方案的验证试验。