CRH5牵引逆变器的建模与仿真.pptx

CRH5牵引逆变器的建模与仿真;国外发展情况 我国发展情况 发展动车组的必要性 ; 高速动车组的发展已成为当今世界铁路技术发展的热点，是铁路现代化高新技术的综合集成。日本是世界上最早研发高速动车组的国家，随着其研发的第一列高铁 “光子号”从东京驶向大阪，标志着世界上真正意义的高速列车诞生。 另外，法国和德国也在加速发展本国的高速动车组，2007年4月3日，法国试验动车组V150创造了574.5km/h的高速铁路试验速度新纪录。 德国在铁路建设方面是历史最悠久的国家，其高速铁路的发展在经过短暂的低谷后又重新进入高速发展的轨道。; 我国动车组发展起步较晚。自20世纪50年代开始引进动车组这一列车运行模式起，先后从法国，匈牙利等国引进技术。并制造了“中原之星” 、“长白山”和“先锋”号动力分散型动车组。 为进一步提高我国自行设计和制造高速动车组的能力，达到第六次列车提速运行时速达到200km/h的要求，我国机车车辆工业企业引进国外先进技术制造了“和谐号”CRH1、CRH2、CRH3和CRH5型动力分散型高速动车组，并已经投入运营，其中有些动车组在部分区段最高运营速度可达到250km/h，其中CRH3的运营速度已超过了300km/h。 ; 近年来，随着经济全球化的速度不断加快，各国在经济文化，商品交流等方面有了更高的要求，这就要求在国内和国际间必须建立更好的铁路系统：而人民生活水平的不断提高，也使人们对铁路运输服务质量的要求也愈来愈高。铁路运输服务质量的一个重要的判定标准就是列车是否能高速稳定地运行。 为了促进社会经济的长足发展，许多国家一直致力于推动本国及周边地区的铁路交通技术装备的现代化进程，力求使铁路运输更好更快地发展。我国是最大的发展中国家，为了加快发展步伐，也必须加快动车组的发展速度。;一 CRH5牵引逆变系统主电路结构和原理 二 CRH5牵引电机的特性分析;1 CRH5牵引逆变主电路结构和原理;2 CRH5牵引电机的特性分析;CRH5牵引逆变器的控制策略 转子磁场定向的矢量控制; 动车组CRH5的牵引逆变器采用异步调制、分段同步调制、预先计算角度及方波四种调??方式产生驱动IGBT通断的PWM脉冲，并且，对于不同的定子电压频率段采用不同的调制方式。 主电路采用转子磁链定向的矢量控制，由转速和定子电流经过计算变换成转子磁链和定子电流，再由两者生成转矩，形成反馈内环。另外，再加上转速外环，组成了双闭环控制系统。; 对用于CRH5牵引逆变器及感应电机控制的转子磁场定向矢量控制，其具体实现过程是：将电动机在三相坐标系下的定子交流电流通过3s/2s坐标变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流，再通过2s/2r等效成同步旋转坐标系下的直流电流，通过观测转子磁链，以转子磁链定向将同步旋转坐标系下的直流电流矢量分解为产生磁场的电流分量(相当于直流电动机的励磁电流)和产生转矩的电流分量(相当于直流电动机中与转矩成正比的电枢电流)，经坐标变换实现解耦，然后模仿直流电动机的控制方法，同时控制两电流分量的幅值和相位，即控制定子电流矢量，再经过相应的坐标反变换，实现对感应电动机磁场和转矩分别控制的目的。;1 Simulink简介 2 仿真模型的建立 3 仿真结果分析; 要研究CRH5牵引逆变器在牵引工况下的实际工作方式，要在 Mat lab/Simulink仿真环境下，对CRH5牵引变流器建立系统模型，通过对仿真结果的分析，验证理论推导的正确性。 SIMULINK是MATLAB软件的扩展，它是实现动态系统建模和仿真的一个软件包，它与MATLAB语言的主要区别在于，其与用户交互接口是基于Windows的模型化图形输入，其结果是使得用户可以把更多的精力投入到系统模型的构建，而非语言的编程上。;2 仿真模型的建立; 根据上面的牵引逆变系统的方框图可以再Simulink中搭建如下仿真模型; 由仿真波形分析可知，CRH5牵引逆变系统所采用的三相半桥两电平结构的牵引逆变器，采用转子磁场定向矢量控制策略并通过结合异步调制方式、分段同步调制方式、预先计算角度的调制方式及方波调制方式，完全能够实现电机在变压变频调速时，满载及空载情况下的恒力矩运行特性，同时保证磁链恒定，定子电流谐波含量小。完全能够满足列车在运行过程中的启动与制动时转矩的变化。以实现列车的高速稳定运行。 ;“和谐号”高速动车组的成功引进，大大促进了我国经济社会的发展，CRH5型动车组作为首批引进的高速动车组系列之一，对其结构性能的深入研究