高速动车组牵引传动系统转矩脉动测试分析.pdf

第44卷第2期铁道机车车辆Vol.44No.2

2024年4月RAILWAYLOCOMOTIVECARApr.2024

文章编号：1008-7842（2024）02-0024-10

引用格式：刘艳杰,马昭钰,刘昆朋,等.高速动车组牵引传动系统转矩脉动测试分析[J].铁道机车车辆,

2024,44(2):24-33.

高速动车组牵引传动系统转矩脉动测试分析

刘艳杰1，马昭钰1，刘昆朋2，吴丽然3，宋可荐2

（1中车长春轨道客车股份有限公司，长春130062；

2北京交通大学电气工程学院，北京100044；

3北京交通大学智慧高铁系统前沿科学中心，北京100044）

摘要交流传动技术广泛应用于高速铁路动车组牵引传动系统，牵引变流器直流环节电压存在2倍牵

引网电压频率的脉动分量，会在牵引电机侧产生拍频电流，从而引起转矩脉动，不利于动车组机电系统

稳定运行。文中首先分析了转矩脉动产生的原理，然后针对两种典型动车组牵引变流器主电路进行了结

构建模，通过数字仿真分析了转矩脉动的主要影响因素。接着基于现场实测，验证了理论分析的正确

性，并获得了转矩脉动产生机械应力的关系，表明转矩脉动易对牵引电机及转向架等相邻机械部件产生

机械损耗。最后，从硬件电路和软件控制两方面对转矩脉动抑制技术进行了探讨。

关键词高速动车组；牵引传动系统；拍频电流；转矩脉动；机械应力

中图分类号：U266.2文献标志码：Adoi：10.3969/j.issn.1008-7842.2024.02.04

由于交流传动技术具有调速性能好、易于维现象对牵引逆变器及牵引电机的可靠性产生较大

护、对电网污染少等优点，在轨道交通尤其是高速影响。该拍频现象将引起电磁转矩脉动增大，牵

［1］

铁路动车组牵引传动系统中得到广泛应用。牵引电机温度升高，功率损耗增加，甚至可能产生严

引传动系统中网侧单相脉冲整流器将牵引网单相［12］

重的机械抖动等，对牵引电机及相连机械部件

交流电压变换为直流电压，再由牵引逆变器通过的服役性能等产生不良影响。现有研究成果大多

PWM（Pulse-WidthModulation）方式变换为可控三通过数字仿真或实验室小功率试验的方法获

［2］

相电源驱动牵引电机。牵引电机的输出转矩特［13］

得，但未有效结合动车组实际运行数据，此外脉

性与牵引逆变器输出电压特征紧密相连，不同型

动转矩与机械应力的关联关系鲜有报道。因此，

号动车组牵引传动系统主电路结构及电气参数有