动车组牵引控制策略研究和优化-机械装备产业.PDF

设 计 与 研 究 动车组牵引控制策略研究和优化 赵海波 于 寅 巩 磊 (长春轨道客车股份有 限公司 ，长春 130061) 摘 要 ：针对动车组在运用过程 中出现 的网压振荡导致牵引力丢失的故障 ，通过进行故障再现 ，测量牵引 网压、网流、系统 中间直流环节 电压、牵引电机等动车组参数 ，以及变流器控制逻辑有关参数 ，找到 了导致牵引 力丢失的原 因，并 以此对牵引控制策略进行 了优化和改进 ，通过试验证 明优化和改进措施 能彻底解决故障 ，提 高动车组运行 的稳定性 。 关键词 ：牵引控制策略 网压振 荡 牵引力丢失 研究与优化 引言 其中，四象 限整流环节的作用是将工频交流 电源整流 动车组的牵引系统是轨道车辆的重要系统之一 ，其控 成直流 电，同时能实现能量 的双向流通 ；PWM逆变器的作 制效果 的好坏直接 决定 了动车组 的运行速度和运行安 用是将直流电逆变成牵引 电机所需的电压和频率都可调 全 ，是维护车辆正常运营秩序 的基础。目前 国际上主流动 的交流 电，它与辅助逆变器都从 中间直流环节获得能量。 车组均采用交直交型牵引系统 ，采用才类型牵引系统的 由以上设备组成 的牵 引系统通 常称之为交直交传动系 动车组在投入运 营后会发生接触 网网压振荡导致列车牵 统 。 引力丢失 的故障 ，将 导致车辆 晚点 、无法发车等事故 ，对 2 牵引控制系统的数学模型 车辆运行秩序造成严重 的影 响，本文 旨在利用理论分析 根据图 1和图2所示 ，牵引系统的等效电路图如图3。 和试验测试结合的方法 ，对其内在原因进行剖析 ，并提出 整改方案 ，对轨道车辆的牵引控制策略进行优化。 1动车组高压和牵引系统组成 动车组的高压和牵引系统一般 由受 电弓、主断路器、牵 VS 引变压器、牵引变流器和牵引电机构成 ，系统框图如图 1。 接触 网 受 电 弓 图3 牵引系统的等效 电路 图 图 3中，V，是牵引变电所大系统折算到动车组变压 主 断 路器 器副边的电压值 ，是理想 电压源 ，Z是牵 引变 电所大系统 到机车接入端 口折算到变压器副边 的阻抗 ，与系统短路 容量等有关 ；V 是变压器原边折算到副边 的电压值 ，z 是变压器折算到变压副边 的阻抗 ；V 是 四象限整流环节 输入端电压 ，i是牵引电机逆变器直流侧的等效电流值 ， 四象限整流环节的数学模 型可 以表示为 ： ZSAimm+Av。=0 (1) 图 1动车组高压和牵引系统组成 A=AkZL+nZ~+Av (2) 牵 引变流器一般 由以下设备组成 ：四象限整流 、中间 Av=(AVdcM+VAM )／、／2 (3) 直流环节和 PWM逆变器等三部分组成 ，如图 2。 Aid=(M】△i