《动车组牵引传动与控制》 课件 第五章 牵引传动系统控制策略.pdf

动车组

牵引传动与控制

第五章牵引传动系统控制策略

5.1异步牵引电动机与变流器的匹配

5.2SPWM控制技术

目录

5.3转子磁场定向控制—矢量控制

5.4直接转矩控制（DTC）

5.1异步牵引电动机与

变流器的匹配

5.1.1牵引电动机与变流器的容量确定

牵引电动机作为变流器的负载，而变流器作为牵引电动机的电源，应满足对牵引电动

机在各工况下的供电要求，两者只有合理地确定其容量，才有利于提高传动系统的效能。

在最高转速相同的情况下，牵引电动机容量主要由最大允许转矩和最大允许损耗决定。

牵引电动机的功率及主要结构尺寸取决于最大允许转矩。

牵引电动机的最大转矩Tmax与最大气隙磁通密度Bmax和定子有功电流线负载最大

值A之积成正比关系，即

1max

TAB

max1maxmax

上式表明，提高定子有功电流线负荷、增大气隙磁密均有助于提高电动机的最大转矩。

5.1.1牵引电动机与变流器的容量确定

对于变频调速异步牵引电动机具有较低的损耗，可获得的最大转矩为：

2

2U1

T=CBC

max

f

1

变流器作为牵引电动机的电源，其输出要满足电动机运行中最大电流与最高电压的需求。

变流器工作容量要按照最大电流与最高电压来考虑，应等于输出最大电流和最高电压的乘积。

5.1.2逆变器与牵引电动机的匹配

列车电力传动系统基本都采用大电动机与小逆变器的匹配方式。

当列车速度为vmax时，牵引电动机以最大转矩输出，其电磁转矩等于最大转矩，电动机容量

计算以此时的参数作为依据，其能力在此时被得到充分利用，且有适当的过载能力，一般要求此处的

过载能力KTmin≥1.1。

从vb到vmax的速度区间内，逆变器的输出频率增加而输出电压保持恒定。从vmax开始随着速度

（频率）的降低，牵引电动机最大转矩按照T1/f2增大，逐渐偏离恒功率（T1/f）所

f1max1em1

要求的转矩值，且比恒功率要求的转矩大得多，此时过载能力变为

KTTmax/Tem=1/f1

由上式可知，随着变流器输出频率的降低，牵引电动机的过载能力逐渐增大。

5.1.2逆变器与牵引电动机的匹配

对逆变器来说，从启动开始到vb，电压随频率成正比提高，在vmax时电压达到最高，

输出额定功率。在vb到vmax之间，逆变器以恒功率方式运行，输出电压始终维持最高电

压不变，即恒电压、恒电流方式输出，其能力得到充分利用。而这种匹配方式下，牵引电动

机在工作区速度范围内，能力没有被充分利用，容量、体积尺寸较大。但逆变器在最有利的

工作方式下运行，设