列车牵引电机负荷不平衡问题与控制策略研究

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1、电气传动2012年第42卷第1O期ELECTRICDRIVE2012Vo1．42No．10列车牵引电机负荷不平衡问题及控制策略研究汪斌，卢琴芬，黄晓艳，余进。(1．浙江大学电气工程学院，浙江杭州310027；2．南车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东青岛266111)摘要：分析了高速列车牵引传动系统因轮径差异和牵引电机参数偏差而出现的负荷分配不平衡现象，提出了一种基于加权法的线性拟合控制策略，与传统的主从控制策略相比，该策略能够均衡牵引电机的出力。基于Matlab／Simulink建立的CRH2型高速列车牵引

2、传动系统仿真模型进行了仿真，验证了理论分析的正确性。分析结果将为牵引电机选型匹配提供依据。关键词：负荷分配；轮径差；转子电阻偏差；加权控制中图分类号：TM343文献标识码：AResearchonLoadUnbalanceProblemandControlStrategyofTractionMotorsinHigh-speedTrainWANGBin，LUQin—fen，HUANGXiao-yan，YUJin(1_CollegeofElectricalEngineering，ZhejiangUniversity

3、，Hangzhou310027，Zhejiang，China；2．CSRQingdaoSifangLocomotiveCo．，Ltd．，Qingdao2661l1，Shandong，China)Abstract：Theloadunbalanceddistributionstatusoftractionmotorsinhigh—speedtrainwasanalyzedduetothewheeldiameterdeviationandmotorparameterdeviation．Tothisproblem，a

4、controlstrategybasedonweightedlinearregressionwasproposed．ComparedtOthetraditionalmaster—slavecontrolstrategy，itcanyieldbetterperformancetObalancethetractionmotorsoutput．ByestablishedsimulationmodelofCRH2trac—tiondriversystembasedOnMatlab／Simulink，thesimula

5、tionresultswereobtainedandvalidatethetheoreticalanalysis．TheresearchprovidesgoodrecommendationsabouthowtOselectmatchedtractionmotors．Keywords：loaddistribution；wheelsdiameterdeviation；rotorresistancedeviation；weightedcontrol本文具体分析了轮径差异和电机参数差异对1引言并联运行的电机负荷分配影

6、响，在此基础上建立为了节省列车车身空问，降低成本，高速铁路了CRH2型车的牵引传动系统模型，提出了一种牵引传动系统广泛采用车控方式，即由1套电压基于加权法的控制策略，与传统的主从控制比较，型变流器来驱动多台并联的异步电机[1]，这种该方法对采集的多台并联运行电机的物理量进行方式减少了功率器件的使用、简化了控制结构，但线性拟合，有效地均衡了牵引电机的出力。同时也带来了一系列难题。例如，在实际系统中2牵引电机负荷分配分析列车轮对轮径差异以及牵引电机参数偏差等原因，不可避免地会造成并联运行的牵引电机间负高速铁路电力

7、牵引传动系统采用单相工频交荷分配不平衡的现象，轮径或电机特性差异越大，流电制式的交一直一交传动结构]，图1显示了功率不均衡度越严重，容易引起个别电机过载，从CRH2型车1节动车牵引传动模型框图。牵引变而温升过高，严重时甚至超过轮轨的黏着极限，导压器将受电弓的受电25kV变换成1500v／50Hz致空转、打滑事故，这些都将显著减小牵引电机输电压，由4象限的脉冲整流器、牵引逆变器组成的出力矩。牵引变流器输出电压、频率可控的三相交流电，驱基金项目：国家科技支撑计划(2009BAG12A01～A04—2)作者简介：汪

8、斌(1987一)，男，硕士，Email：icehurns@zju．edu．en22汪斌，等：列车牵引电机负荷不平衡问题及控制策略研究电气传动2012年第42卷第1O期动4台并联的三相4极异步电机，从而使列车按速电机进入制动工况，而另一台低转速电机仍处要求运行。在牵引工况的恶劣情形，严重影响列车的牵引制动性能。牢引上仉ll】li一11．『云fT，图1牵引传动系统结构Fig．1Thestructureo