搜索
北京交通大学硕士学位论文电力机车交流传动测试系统的设计与实现姓名：李幼媛申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：杨世武20071201电力机车交流传动测试系统的设计与实现作者：李幼媛学位授予单位：北京交通大学相似文献(10条)1.期刊论文冯江华DJJ1型高速交流传动电动车组交流传动系统-电力机车技术2001,24(4)在广深铁路已投入商业运营的DJJ1型高速交流传动高速电动车组采用了世界先进水平的交流传动系统.文章介绍了该系统的性能及其主要部件,重点分析了其牵引变流器、传动控制装置的技术特点,并对动力车的微机网络控制系统作简要描述.2.学位论文王秀利电力机车交流传动系统半实物仿真的研究2005电力机车交流传动系统规模大、结构复杂、性能要求高。其控制装置设计测试定型周期长，成本高。研究开发系统半实物仿真平台，通过仿真模型代替物理交流传动系统作为测试手段，可以对原型控制方案进行分析、设计和验证；可以对实现程序进行修改，发现可能的问题并确定最佳参数。利用交流传动系统半实物仿真平台研发控制装置，可以有效地节约开发成本，缩短研发周期，提高公司市场竞争力。本文查阅了大量的国内外交流传动系统仿真方面的文献资料，调研了我所(株洲电力机车研究所)电力机车交流传动系统研究和开发现状。在了解熟悉dSPACE仿真平台的基础上，开展了半实物仿真系统的数学建模与算法实现研究。开展电力机车交流传动系统半实物仿真的研究，既要解决一些建立系统模型确定算法的理论问题，又要处理在实现模型和算法的开发过程中遇到的实际问题。并且所研发的系统需要通过实际的交流传动系统地面试验结果进行评估验证。无论建立数学模型或开发实现都必须把理论和实际紧密结合起来，理论建模时必须考虑实际开发实现时软硬件环境的限制，实际开发实现时的近似处理必须考虑其理论依据。文章首先把实际的电力机车交流传动系统抽象为目标系统，在抽象的过程中，从建立模型的目的出发，确定模型应该反映的实际系统特定的物理规律和应该描述的实际系统变量。在此基础上，简化实际系统的一些细节，抽象出合适的目标系统描述。然后，针对目标系统，进行模型的划分和子模型描述。本报告的主要研究内容如下。1）对单重四象限变流器系统的电路拓扑结构进行了分析，适当简化其中的吸收电路，建立了描述该系统的四阶微分方程数学模型，综合实物控制装置的PWM脉冲信号和交流侧电流方向确定了模型的算法实现。通过半实物仿真结果分析了模型和算法的有效性。2)建立了双重四象限变流器系统的五阶微分方程数学模型，实现了半实物闭环仿真。在不同负载电流情况下，对系统进行了仿真实验并分析了仿真结果。3)建立了异步电机的四阶微分方程描述，推导了电力机车的动力传递模型，针对模型和实物控制装置采样时间不一致性，对逆变器模型进行了等磁链电压补偿。所建立的模型实现了半实物闭环仿真。并且结合传动控制组开发新的控制算法实验对模型系统进行了大量的实验和完善。4)在两个子系统的研发基础上，搭建了整个电力机车交流传动系统模型。采用了“中华之星”电力机车参数数据的模型和“中华之星”电力机车交流传动控制装置构成闭环进行了半实物仿真实验。仿真结果和“中华之星”电力机车交流传动系统地面实验报告中的实验数据进行了比较。结果表明了整个交流传动系统的模型是有效的，达到了开发系统级仿真平台的目的。同时也表明各子系统模型的正确性和有效性。5)为了再现电力机车交流传动系统运行时其中元器件的电压电流情况或给设计变流器产品提供参考依据，我们开展了相构件仿真的研究。对相构件仿真，需要考虑如何导入实时仿真数据，如何构建电路模型和确定模型计算的初始状态，其出发点是利用半实物系统级仿真数据作为输入，建立更复杂的部件模型(考虑换流时的吸收保护电路)，在Matlab/Simulink环境下进行离线仿真。并对模型的正确性和仿真结果的有效性作出评估。我们探索出了实现相构件仿真的可行的方法。dSPACE软硬件系统是一个具有计算功能强大，使用方便的仿真平台。我们可以根据实际需要，通过建立更多的仿真模型提高其使用效益，发挥半实物仿真平台作为现代化的测试手段在产品研制开发过程中的作用。作为电力机车交流传动系统仿真的扩展，可以开展以几方面的研究工作。可开展电力机车外特性建模与仿真，为设计电力机车整体性能要求提供参考依据。可建立其它拓扑结构的整流器和逆变器对象的数学模型及其它电机的数学模型，使得仿真模型系列化，扩展半实物仿真平台的功能。我们的半实物仿真研究只是取得了阶段性的成果，其中有些问题需要作为专门课题进行进一步的研究，以改善和提高仿真系统平台的性能。3.期刊论文冯江华.陈高华大功率交流传动系统-机车电传动2003,(5)以中华之星电动车组为例,介绍了自主知识产权的大功率交流传动系统及部件的主要参数,阐述了系统在变流、电机、控制方面的基本要素,描述了在可靠性保障方面所采取的措施,简要说明了系统试验及有关试验结果.4.期刊论文程建华.张黎.李波.姚文革.ChengJianhua.ZhangLi.LiBo.YaoWenge1000kW等级交流传动系统的研制-中国铁道科学2000,21(1)该系统的研制是为了配合国家八五科技攻关计划-交直交传动电力机车研究的分课题-GTO元件基础应用研究.该课题的目标是研制一台1000kW等级的GTO牵引变流器及其微机控制系统,并解决大功率开关元件在电力牵引领域的应用问题.建立了1000kW等级的交直交传动试验台,主变压器、牵引变流器、交流异步电动机、传动齿轮箱、负载发电机、负载电阻、控制室、数据采集系统等,在该试验台上完成了1000kW等级的系统试验,达到设计要求.本文论述了该交流传动系统的构成及在研制过程中解决墓丶际跷侍?并给出试验波形及功率试验结果.5.期刊论文丁荣军.桂卫华.陈高华电力机车交流传动系统的半实物实时仿真-中国铁道科学2008,29(4)以六轴电力机车的电传动系统为例,通过对电网侧变流器、直流环节、逆变器和异步电机的建模,构建电力机车交流传动系统的数学模型.借助于MATLAB/simulink仿真系统,采用实际控制器+虚拟被控对象的硬件在线半实物仿真HIL形式,实现了电力机车交流传动系统的半实物闭环实时仿真.各种工况下的仿真实验表明,半实物仿真结果与地面实验结果有很好的一致性.通过现有的半实物仿真和快速控制原型仿真的组合,形成标准化的系统设计平台,可以有效预验证系统设计.6.期刊论文张建军.宋柏.ZHANGJian-jun.SONGBai一种矿用蓄电池式电力机车大功率DC-DC变换器-西安科技学院学报2000,20(3)介绍了一种用于蓄电池式矿用电力机车交流传动系统的大功率DC-DC变换器的主电路、控制电路及驱动电路的设计原理和设计方法.实验结果表明该变换器的设计合理、可靠.7.会议论文吴茂杉电力机车用兆伏安等级GTO变流器研制1997简要介绍了新型铁路机车上的变频调速交流传动系统－交直交系统。它包括四象限变流器与逆变器。着重介绍我们已研制成功的该系统的核心部件，即兆伏安等级的ＧＴＯ变流器。详细阐述了它的关键技术，包括：门极控制系统、吸收电路、各种保护及冷却装置等。根据我们研制工作中的经验，对这些问题进行了深入的分析。8.学位论文张大勇电力机车用大功率交流传动系统的优化设计2007交流传动系统经过西方发达国家30年的研发、考核、技术更新，己完成了机车车辆直流传动向交流传动的产业转换。TGV、新干线、ICE已经成为铁路现代化和国家综合实力的重要标志。交流传动成为铁路实现高速和重载的唯一选择和发展方向。与国外相比，受起步较晚、基础工业技术落后、关键零部件的市场化采购受到知识产权保护等因素的限制，我国交流传动系统尚未构成标准化、系列化、完整的产品平台。在系统的稳定性、可靠性考核方面尚显不足，难以很好地满足实现技术跨越和现代化战略的迫切需求。因此对我国电力机车大功率交流传动系统进行优化设计显得尤为重要。论文介绍了交流传动电力机车的主电路结构、变流器组成及其控制方法。借助先进、可靠的仿真技术，建立了电力机车交流传动系统的半实物仿真平台，其中包括网侧变流器和中间回路的建模以及逆变器和异步电机牵引系统的建模，完成主电路+控制+被控对象的三方联合实时仿真，形成了标准的系统设计平台，提升了关键部件开发和系统研究与集成的能力。同时利用该半实物仿真平台，对电力机车交流传动控制策略进行了优化设计，将传统的六边形磁链轨迹直接转矩控制改进成为十八边形磁链轨迹，并在半实物仿真平台上进行了仿真实验，仿真实验结果表明，十八边形磁链轨迹的直接转矩控制方法改善了电流波形，对系统影响较大的5次和7次谐波分量大大减少，并且通过调整折角系数的大小，能够有针对性的减少某次谐波，该方法既保证了直接转矩控制技术的特点，又有效的解决六脉冲开关模式控制方法的谐波含量高的问题，减少了对电网和系统的干扰，从而提升了我国大功率交流传动电力机车的性能。论文最后介绍了快速控制原型(RapidControlPrototyping，简称RCP)技术的概念与发展现状，给出了电力机车交流传动系统的快速控制原型仿真系统的一种实现，并对基于快速控制原型系统的电力机车交流传动系统优化设计进行了探讨。9.期刊论文梁裕国.张球红.周文祥.陈建政机车交流传动系统试验台微机监控装置-机车电传动2001,1(1)分析和介绍了机车交流传动系统试验台微机监控装置的组成、基本原理以及过程控制的实现。运行结果表明该装置运行可靠，控制准确，使用简便。10.期刊论文张大勇.ZHANGDa-yong我国机车电传动技术的发展-机车电传动2007,(3)综述了我国机车电传动技术各个发展阶段的技术特点,揭示出电力电子技术与电传动技术的密切关系,重点阐述了我国新型机车交流传动系统的技术特点和发展趋势,涉及到主电路形式、牵引变压器、主变流器、牵引电机及控制等,并展望了以交流传动技术为方向的我国铁路机车车辆装备制造业的发展前景.本文链接：：上海海事大学(wflshyxy)，授权号：432670ae-c736-4f32-b2b1-9dfa011425fe下载时间：2010年9月23日