内燃机车的牵引电机并联控制方法研究

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1、学校代码：密级：公开硕士学位论文内燃机车的牵引电机并联控制方法研究作者姓名齐龙学科专业电气工程指导教师王琛琛副教授培养院系电气工程学院二零一五年三月办交乂硕士学位论文内燃机车的牵引电机并联控制方法研究作者：齐龙导师：王琛琛副教授北京交通大学年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。学校可以为存在馆际合作关

2、系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学校代码：密级：公开北京交通大学硕士学位论文内燃机车的牵引电机并联控制方法研宄作者姓名：齐龙学号：导师姓名：王琛琛职称：副教授学位类别：工学学位级别：硕士学科专业：电气工程研究方向：电力电子与电力传动北京交通大学年月致谢本论文的工作是在我的导师王琛琛老师的悉心指导下完成的，从论文的选题、系统方案的论证、仿真与试验现象的分析、直至论文定稿的每个环节，王老师都倾注了大量的心血。王老师严谨的治学态度和科学的工作方法也给了我极大的帮助和影响，使我受益匪浅。在此衷心感谢两年

3、来王琛琛老师对我的关心和指导。周明磊博士在论文研究过程中，给了我莫大的帮助，悉心指导我完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上也给予了我很大的关心和支持，在此向周明磊博士表示衷心的谢意。感谢电力电子所郑琼林教授、游小杰教授、杨中平教授、林飞副教授、郝瑞‘祥副教授、张立伟副教授、刘建强副教授、李虹副教授、王剑老师、黄先进老师、郭希铮老师、李艳老师、杨晓峰老师及孙湖老师等各位老师在学术上给予的指导和帮助，感谢他们对我科研和生活上的关心。在实验室工作及撰写论文期间，王堃、管勃、张子绥、苟立峰等同学对我平时的研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感

4、激之情。另外也由衷的感谢我的家人，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。中文摘要中文摘要摘要：由于成本低、质量轻和结构紧凑等优点，一台逆变器驱动两台或三台异步电机的控制方式多应用于现代内燃机车。但轮径差异、牵引电机特性差异和各轴不同的粘着状况都会影响机车的控制性能，因此研究异步电机并联运行控制方法是十分必要的。本文主要以内燃机车为研究对象，研究机车异步电机并联运行的控制方法，包括并联电机的矢量控制方法及其粘着控制方法。首先，基于单台异步电机稳态模型建立并联异步电机的稳态模型。研究轮径差异和电机特性差异对转矩不平衡度的影响。其次，对异步

5、电机并联运行的矢量控制方法进行研究，包括传统方法和基于平均转子磁场定向并联控制方法，传统控制方法的动态性能较差，转矩利用率不高；而基于平均转子磁场定向并联控制方法带不平衡负载启动的能力有限，并且定子电流的不平衡度较大。针对两种方法的缺点，在平均转子磁场定向方法基础上提出了基于加权矢量的并联控制方法，将转子磁场重新定向，定子电流的￡轴分量控制加权转子磁场，轴分量控制加权转矩。加权值通过实时计算定子电流轴分量得到。并联电机的矢量控制权重得到重新分配，克服了平均转子磁场定向方法在负载不均衡较大时不能正常启动的缺点，同时对定子电流的不均衡度有所改善。第

6、三，在并联控制的基础上引入了无速度传感器控制，介绍了基于轴磁链的转速估算方法，并对其进行稳定性分析。第四，在机车的单轴动力学模型基础上建立了异步电机并联的动力学模型，详细介绍适合机车的粘着控制方法，并进行仿真研宄。最后，在对拖实验平台对异步电机并联控制方法进行实验验证。关键词：内燃机车，异步电机并联；加权矢量；无速度传感器；粘着控制分类号：，ABSTRACTABSTRACT.Fortheadvantageoflowercost,lightness,andcompactstructure,thecontrolmethodoftwoorthreei

7、nductionmotorsconnectedinparallelfedbyasingleinverterhasbeengenerallyappliedindiesellocomotive'stractionsystem.However，，《。分北京交通大学硕士学位论文，：：，目录目录中文摘要弓本课题研究背景及意义国内外研宄现状及发展趋势论文主要内容异步电机并联运行矢量控制方法矢量控制的基本原理及实现方式牵引电机并联运行特性分析电机参数差异对转矩不平衡的影响轮径差异对转矩不平衡的影响传统并联控制方法传统并联控制方法的数学模型法传统并联控制方法实

8、现方式基于平均转子磁场定向的并联控制方法平均转子磁场定向的数学模型法平均转子磁场定向方法实现方式基于加权矢量的并联控制方法加权值的选择加权矢量并联控制