直接转矩控制牵引系统全速度范围运行研究.pdf

直接转矩控制牵引系统全速度范围运行研究 曾毅李永东 清华大学 摘要：提出了一套适合大容量牵引系统的直接转矩控制全速度范围运行方案，包括各速度范围的控制方法以及 各速度段之问的过渡方法，并在1500V直流环节的铁路机车牵引控制系统中得以应用，现场地面实验结果验证了这套 ，—’__。____一 方案的有效性和实用性。 关键词：直接转§巨控制，交流孝引、筵零度{苣卧 R豁earchonDTCmmction inFull Systemope鼯tingSpeedRange Yi zeng LiYbngdong AbstractIAfuU DTC schemefor is conⅡDl sp∞dr如ge qemdon tlighpo、VerⅡactionsystemprop∞ed，iIlcluding山e of髓ch bet、veen schemeis t0a1500Vdc me山0d tlle呦sid伽method speed咖ge锄d speedr柚ges．Theproposed applied bus10corno吐Ve衄cdoncon曲l isValidatedfield system孤d by expe曲ents． 昀cdonfull DTC Keywor出l speed瑚【Ilge 的研究也取得了突出的进展pJ。 1概述 与工业用调速系统不同，直接转矩控制在机 交流传动机车与直流传动机车相比具有巨 车传动系统中的应用还面临一些新的问题，比如 大的优越性，在欧美各国以及日本已经基本取代 从启动到弱磁运行的全速度范围连续运行、各速 了直流传动机车。我国也计划在1998年到2008度段控制方法的平稳过渡、机车经过供电分相区 年之间实现从直流传动机车到交流传动机车的 的断电再启动以及高性能粘着控制等，这些问题 转化，以满足不断提高的铁路运输需求…。直接 都需要进一步深入的研究【6】。本文在继承前人研 转矩控制(DTC)技术算法简单、动态响应迅速、究成果的基础上，提出了一套适合大容量牵引系 对参数变化鲁棒性强，是一种非常适合异步牵引 统的直接转矩控制全速度范围运行方案，并分别 电动机的控制方法【2】。自DTC方法提出以来， 介绍了各速度段的控制方法及速度段之间的过渡 国内外学者针对DTC系统低速转矩脉动大，开 方法。目前这套方案已经被用于1500V直流环节 关频率不固定等缺点进行了不断的研究。 的铁路机车牵引控制系统，经过了大量现场地面 Habetler利用SVM方法取代传统的单一矢量控实验的验证。 制方法，实现了转矩和磁链的无差拍控制【3J。 2 DTC全速度范围运行方案 Casadei将磁链和转矩比较器的滞环分为多级， 用更加细分的固定合成矢量构成矢量选择表，在 根据异步电机在不同速度范围下运行时的机 少量增加计算量的情况下大幅提高了DTc系统 械特性和功率、磁链等特性，可将电机的运行分 的性能【4】。在磁链观测、无速度传