本文關鍵詞：異步電機效率優(yōu)化控制策略研究

  更多相關文章： 異步電機 節(jié)能降耗 損耗模型 效率優(yōu)化控制 磁鏈觀測

【摘要】：隨著軌道交通行業(yè)的快速發(fā)展,作為高鐵、動車組最主要的動力單元,異步電動機節(jié)能降耗的重要性日益凸顯出來。傳統(tǒng)磁鏈控制方式能夠保證具有良好的響應效果,但電機在輕載工況下仍會產(chǎn)生較大的損耗,并且由于動車組站間運行時間的1/3甚至更多的時間處于惰行輕載狀態(tài),異步電動機將持續(xù)處于低效率下工作。針對電機輕載低效的問題,本文在總結國內(nèi)外異步電動機效率優(yōu)化控制策略的研究與應用現(xiàn)狀的基礎上,圍繞基于損耗模型的效率優(yōu)化控制策略展開研究工作,論文的研究思路及成果如下。本文以異步電動機矢量控制基本理論為出發(fā)點,為了使異步電機效率優(yōu)化控制策略的數(shù)字化實現(xiàn)成為可能,在傳統(tǒng)忽略鐵耗的數(shù)學模型基礎上,研究并建立了異步電動機兩相靜止坐標系下考慮鐵耗的數(shù)學模型。分析了異步電動機可控損耗的組成,研究并建立了旋轉坐標系下電機損耗模型,為基于損耗模型的效率優(yōu)化控制策略的實現(xiàn)提供了理論依據(jù)。在異步電動機損耗模型的基礎上,以電機可控損耗最小為控制目標,研究和分析了基于損耗模型的效率優(yōu)化控制策略的磁鏈優(yōu)化指令,并針對其隨電機轉速、轉矩的變化趨勢進行詳盡的分析和闡釋。除此之外,將基于損耗模型的磁鏈優(yōu)化控制下的電機損耗、電機效率同傳統(tǒng)磁鏈控制方法進行對比,凸顯其整體優(yōu)化效果,解決了傳統(tǒng)磁鏈控制方法的輕載低效問題。為了能夠保證基于損耗模型的磁鏈優(yōu)化指令的準確控制,提出了改進電壓型磁鏈觀測方法,取代了傳統(tǒng)方法的純積分環(huán)節(jié),解決了其直流偏置、積分飽和等問題,并提出了相應的相位和幅值補償?shù)拇胧?實現(xiàn)了轉子磁場定向矢量控制下磁鏈的準確控制,保證了在電機全速度范圍內(nèi)磁鏈觀測的準確性,易于工程實現(xiàn)。參與了我國首列混合動力動車組牽引傳動系統(tǒng)的自主研制,搭建了混合動力動車組的牽引傳動系統(tǒng)地面試驗平臺,介紹了異步電動機效率優(yōu)化控制軟件編寫框架,借助MATLAB/Simulink仿真軟件及地面試驗平臺對上述理論的可行性和有效性進行了逐一驗證。
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM343

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