电力机车辅助传动系统带速重投控制策略研究

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1、硕士学位论文电力机车辅助传动系统带速重投控制策略研究ControlStrategyAnalysisofReclosingatUnknownSpeedinElectricLocomotiveAuxiliaryTransmissionSystem专业：控制科学与工程作者：唐捷导师：胡豁生教授中南大学信息科学与工程学院二O一三年五月中图分类号TM301．2UDC681．5硕士学位论文学校代码!Q533密级公珏．电力机车辅助传动系统带速重投控制策略研究ControlStrategyAnalysisofReclosingatUnknownSpeedinE

2、lectricLocomotiveAuxiliaryTransmissionSystem作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：副指导教师：唐捷控制科学与工程电力电子与电力传动信息科学与工程学院胡豁生教授喻寿益教授论文答辩日期丝!墨：茎：生答辩委员会主席丝盆塾中南大学二O一三年五月原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作

3、的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：l址日期：丝年三月．坐日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：虚超导师签名：坪隧兰日期：兰竺丝年上月生日电力机车辅助传动系统带速重投控制策略研究摘要：机车辅助传动系

4、统的作用是保证机车上的设备安全可靠运行，其性能的好坏直接影响机车的经济性、安全性和运行可靠性。交流辅助传动系统利用异步电机直接驱动通风机、冷却风机以及空压机，替代传统的机械、液压混合驱动方式，充分发挥交流调速的特性，提高机车的整体性能。由于铁路运输电力机车牵引传动系统运行环境的特殊性，必须解决过分相后电机带速重投问题，这也是国内外电力牵引传动领域的重要研究课题。论文针对无速度传感器辅助传动系统带速重投成功率难以保证的问题，提出相应的控制策略，提升重投的成功率，实现机车安全可靠运行。论文详细分析机车交流辅助传动系统的组成及控制策略，建立了异步电机

5、和逆变器数学模型，研究基于圆形磁链的直接转矩控制策略，采用一种基于MRAS的全阶速度辨识方案，构建无速度传感器控制系统。应用磁链闭环控制方法，提高磁链控制精度。详细分析了瞬时断电对转速辨识的影响以及异步电机定子侧产生残压的原理和变化规律。针对带速重投过程速度观测器失效的问题，运用自寻优模糊搜索方式估算重投时刻的初始转速。在研究残压变化规律的基础上，提出一种基于残压相位校正的重投控制策略，并加入电流控制环，采取结合串、并行的重启动励磁方式对系统进行重投，提高带速重投成功率、重启快速性和工作可靠性。建立基于MATALB／Simulink仿真平台的异

6、步电机无速度传感器DTC控制系统，对提出的基于残压相位校正的带电流滞环混合重投控制策略进行仿真研究。与直接重投控制进行对比分析，仿真结果表明该控制策略可以大大减少重投过程中产生的冲击电流和冲击转矩，有效的提升了系统重投的成功率，提高了系统的运行可靠性。图56幅，表3个，参考文献62篇。关键词：辅助传动；异步电机；直接转矩控制；无速度传感器；带速重投分类号：TM301．2ControlStrategyAnalysisofReclosingatUnknownSpeedinElectricLocomotiveAuxiliaryTransmission

7、SystemAbstract：AuxiliaryTransmissionSystem(ATS)ensuresthesafetyandreliabilityofthe：luitloo，itYreliabilityoftheequipmentsontheocomotivethustdirectlyaffectsthe．iperformanceoflocomotive．Thecoolingfan．aircompressorandfaninAlternatingCurrent(AC)ATSaredrivenbyasynchronousmotorbutn

8、otthehybridoftraditionalmechanicalandhydraulicways，whichdramaticallyexertst