电力机车牵引电机在全速度范围的控制策略研究

理论与算法372016.22电力机车牵引电机在全速度范围的控制策略研究邢飞翔（江苏省电力公司检修分公司,211102）摘要：本文主要对电力机车牵引点击在全速度范围内的控制方法进行阐述讨论，下文为具体内容。关键词：电力机车；牵引电车；全速度范围；控制方式ResearchoncontrolstrategyofelectriclocomotivetractionmotoratfullspeedrangeXingFeixiang（Jiangsuelectricpowercompanymaintenancebranch,211102）Abstract：Thispapermainlydiscussesthecontrolmethodoftheelectriclocomotivetractioninthewholespeedrange,andthefollowingisthespecificcontent.Keywords：electriclocomotive;tractiontram;fullspeedrange;controlmode根据当前情况来看，人们的日常生活、工作学习中所涉及到的交通运输工具多为电力机车，其属于轨道牵引动力机车发展的最后一个阶段，前两个阶段分别为蒸汽及内燃机阶段。动力机车被用于人们日常生活中具有一定优势，主要为速度快、费用低及承载力强等，但是根据当前我国电力机车情况来看，其牵引方式还过于传统，主要依靠直流牵引，这不利于电力机车的未来发展。下文就电力机车的牵引进行阐述。1电力机车及牵引系统的基本概念1.1电力机车的基本概念通常情况下，一个城市乃至一个国家的交通运输系统都离不开电力机车的支持。交通运输系统的重要模块包括高速铁路、重载铁路及当前发展形势比较严峻的城市轨道交通等，其能够正常运行工作均与电力机车存在一定关系。电力机车的应用能够促进交通运输有条不絮的进行，能够保证顺利承载乘客及高效运输货物。电力机车又可以被称为非自带能源机车，其正常运行主要依赖于牵引电动机，驱动动力为外接电源，主要包括电池、架高电缆及当时应用越来越广泛、发展趋势越来越好的第三轨。一般情况而言，科学有效的电力机车牵引方式能够最大程度提升列车的行车速度，能够将指定运输路程的运输时间缩短，同时还能够有效提高列车的承载重量的能力，保证列车在有限的时间内更高效的完成工作任务。除此之外，电力机车还具有启动速度快、无污染、爬坡能力强、受外界影响小的特点，其已经成为维系交通运输的重要纽带。1.2牵引传动系统的基本概念根据当前我国牵引传统系统来看，其中比较典型的即为磁悬浮列车，主要是以来电牵引传动系统来促进车辆的启动、前行、运输，在这一过程中牵引电机为主体，其根据列车的行车距离、行车速度及承载重量需求等方面全面考虑，从而有效控制电机的牵引速度及及其具体的牵引方式和力度等，保证尽可能多的满足列车需求条件的同时高校运转完成工作。随着我国科技事业的不断发展进步，当前电力机车的牵引硬件或者系统等日趋完善，这对于我国交通运输管理具有一定促进意义。2电力机车牵引电机在全速度范围的控制对策分析2.1方波工况下的控制方式首先，一般情况而言，电机会进入不同程度的弱磁区内，这种情况能够有效表达在方波状态下，电机在正常工作运转、运行过程中其电压发生了明显变化，能够处于持续完全最大值的状态，电压与弱磁两者是相互影响、相互作用的。可以通过调整电机的电压从而有效影响弱磁，对其予以适当调整，完成这一操作意味着能够促进方波下的最大转矩控制，有利于控制其全速度情况。其次，根据日常工作经验情况来看，在方波工况状态下高速运行电机，当其运转速度达到一定程度的时候，容易出现电流控制器失效的情况，造成这种情况的主要原因即为电机转速过快、已经超出其自身承受能力范围，从而导致逆变器输出的电压增大。就于此，在制定电机调整方案过程中可以将电流控制器去除，这一操作能够有效改变电流传输方式，其通常被称为矢量控制方案。电流控制器的取缔能够在改变电流传输方式的情况下促进电压调整，确保电机的工作运行状态直接受电压指令的影响，能够在方波状态下进行矢量控制，形成合理工作效率、速度。2.2方波弱磁区进入前控制方式就目前而言，我国大部分动车组、电力机车的工作运行发展均采取矢量控制方式，其能够用于牵引电机，保证整个牵引传统系统的完成性和有效性。通常，电力机车能否正常运行、工作其主要依赖于牵引传动系统的实际情况，其是整个电力机车运行系统的重中之重，电力机车的运行速度、工作效率和安全性等均需要牵引传动系统来保障。所以，矢量控制方式、牵引传动系统及电力机车三者之间存在着必然联系。近年来，矢量控制研究受到越来越多专家的重视，其具体研究方向主要包括保证预期的指定电流运转传输情况与列车实际运行情况的电流相一致。同时还要保证其定向角度的状态为完全、绝对的精准。一般，电力机车牵引传动的功率都比较大，这对于牵引系统的要求就更高，但是在大功率正常运转工作过程中，其容易受到其他环境的影响，比较典型的即为散热影响，导致牵引最高开关不能达到预期的工作状态，从而降低牵引频率，就于此，为了改变这一情况，需要对其采取有效的同步调制方法，保证平滑过渡和理论与算法382016.22方波之间能够相互合理配合、高效运作。将同步协调方法应用其中能够有效改善电力机车的受限制条件，提高其利用率，避免在其高速运转工作状态下出现散热不均或者散热较严重等情况，这对于改善我国当前电力机车牵引传动工作状态具有重要现实意义。3结论将我国电力机车的牵引情况与国外发达国家相比较，两者的差距较为明显，无论是对这方面的研究还是具体的实践执行均存在较大差异。电力机车的正常有效运行的首要保障系统即为机车牵引传动系统，其能够保证电力机车的运行效率、承载能力及运行安全性，对于我国交通运输的管理及改革具有重要影响作用。参考文献[1]周明磊,游小杰,王琛琛等.电力机车牵引电机在方波下的控制策略[J].电工技术学报,2013,28(11):155-162,169.[2]李娜,杨恒,屈志坚等.基于改进最小二乘支持向量机的电力机车牵引电机建模[J].铁道学报,2011,33(3):23-27.[3]李娜,刘明光,杨恒等.基于贝叶斯置信框架的最小二乘支持向量机模型参数选择方法及SS_7型电力机车牵引电机建模[J].中国铁道科学,2009,30(6):61-66.[4]李霞.HXD3型电力机车牵引电机传动端轴承故障分析及改进[J].铁道技术监督,2016,44(1):30-32.（上接47页）（上接48页）测量与传统模式的不同就在于它能够根据系统发出的指令进行自动化测验，进而将结构报送到屏幕显示器之上。最后，模拟的动态化过程。电流在输送的过程中难免会出现一些实质性的误差，系统可以专门针对这些不可控因素进行灵感性的调整。如果在内部区域发现了故障短路的情况，线路保护差则会启动，实现互感连接的完整性。2.2数字化继电保护对通信网络的适应性在网络通信方面，继电保护的影响也是非常深刻的。其主要体现在数据样本的采集和对畸形样本的控制上。当变电站发生异常时，相关性数据指数也会呈现出混乱的波动状态，从而影响整体的网络环境。而数字化继电保护系统则是通过数据单元的合并和类型的分析来实现有效性运维的目的。数据传递的质量很大一部分原因是由于外界的环境所导致。如果通信对外界的干扰相对较大，那么数据就很有可能出现乱码的情况。而针对不同的编码，继电保护措施有着不同的识别手段。例如：如果保护装置启动失败，则说明问题出在数据的归类上。如果运维路径受阻，则说明样本畸形采集的情况发生。从整体性来看，继电保护能够加强入网检测的速度，形成各部分的独立性数据模型方式，在单元合并的过程中测试样本数据是否完整，结构是否健全。另外，操作者还可以独立的数据样本进行结果比对。一般来讲，数据样本之间的差异不会大于标准性的模式的五分之一。如果某一样本出现了异变，监控系统的指示灯会变为红色，提醒设计人员进行线路的重新规划。3结论综上所述，数字化变电站的继电保护措施是适合当前科学发展的新方式，它对变电站进行分层，在通信网络的协同作用下实现数据的传递与合并，为我国电力发展的安全可靠创造有利条件。参考文献[1]黄悦.数字化变电站的继电保护适应性分析[J].企业技术开发,2014,09:72-73.[2]周程.数字化变电站继电保护适应性探讨[J].经营管理者,2014,15:379.[3]黄学文,沈志中,彭宗耀.数字化变电站继电保护适应性探究[J].电子世界,2016,16:114.备，对平衡风电入网引起的系统效率失衡问题有重要的作用。弥补风电预测误差的储能电源优化配置是针对风电误差而提出的一种优化配置方法。它的目标是为了弥补风电误差带来的功率不平衡的问题。针对风电预测误差对风电接入系统时出现的功率失衡问题，进而优化能源在风电系统中的运行状态。并且此种建模，最后要达到的效果是，在风电并网系统中风电利用率、供电效率、及风电经济系统之间达到最大化的平衡。2.2.1目标函数。基于弥补风电预测误差的储能电源优化配置模型的目标是使风电经济系统最优化。系统的总费用包括：机械运行成本（包括机械损伤）、能源开发费用、预测误差带来的惩罚费用。目标函数的表达式是：“minF(Cbess)=FCON+FLS+FWS+Fbess”函数式中Cbess是储存电源总量、FCON是：机械运行成本（包括机械损伤）、FLS是能源开发费用、FWS是预测误差带来的惩罚费用。2.2.2约束条件。基于弥补风电预测误差的储能电源优化配置建模的约束条件有主要有四部分分别是：风电场出力约束、常规机械运行约束、储能电源约束、平衡约束等。3结论含大规模风电的电力系统储能电源优化配置对提高我国风电入网系统有着重要的作用，它是提高系统传输效率稳定和系统经济安全的重要技术支撑。风电装机容量还在继续增长，未来的科技进步一定会将新能源开发放在重要的发展地位。我们上诉所给的“基于平滑风电短波期波动性的储能电源化配置”及“基于弥补风电预测误差的储能电源优化配置”这两种配置方法只是众多配置模型中的一种。为了使改善我们国家的风电入网问题，我们的科学家和电力行业将要不懈的努力。参考文献[1]黎静华,文劲宇,程时杰,韦化.基于p-有效点理论的含大规模风电电力系统最小储能功率配置方法[J].中国电机工程学报,2013,13:45-52.[2]张雪莉.提高电力系统风电接纳能力的储能优化配置研究[D].华北电力大学,2013.[3]章伟.市场环境下大规模风电并网系统中储能容量优化配置[D].江苏大学,2016.[4]李丰.考虑大规模风电接入系统的发电优化调度模型及方法研究[D].华北电力大学,2014.