常導(dǎo)電磁吸引型磁懸浮列車采用長定子直線同步電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng),由于磁懸浮列車運(yùn)行環(huán)境構(gòu)建復(fù)雜、成本高,實(shí)際建設(shè)高速磁懸浮試驗(yàn)線存在諸多困難。為了在實(shí)驗(yàn)室中開展高速磁懸浮交通牽引控制策略的相關(guān)研究,搭建硬件在環(huán)實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)是非常必要的。該文介紹的基于RT-LAB仿真機(jī)的硬件在環(huán)實(shí)時(shí)仿真平臺(tái),包括背靠背型三電平變流器、長定子直線同步電機(jī)和牽引控制系統(tǒng),可以驗(yàn)證高速磁懸浮列車牽引控制系統(tǒng)的性能、牽引控制策略以及系統(tǒng)接口等,對于掌握高速磁懸浮交通的核心技術(shù)具有重要價(jià)值。 

【文章來源】：電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2020,35(16)北大核心

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【部分圖文】：

牽引系統(tǒng)仿真設(shè)備Fig.2Tractionsystemsimulationequipment

，并對高速磁懸浮牽引控制策略進(jìn)行全面驗(yàn)證。首先介紹該仿真平臺(tái)的結(jié)構(gòu)；然后介紹高速磁懸浮列車的雙端供電控制策略、換步控制策略以及無線傳輸模擬方法；最后在該平臺(tái)上對相關(guān)控制策略進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，證明了該仿真平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)磁懸浮列車全速度范圍的實(shí)時(shí)仿真，驗(yàn)證了所提牽引控制策略的有效性，表明可以通過硬件在環(huán)實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)進(jìn)行牽引控制器的研發(fā)。1高速磁懸浮硬件在環(huán)實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)1.1總體結(jié)構(gòu)本文所介紹的高速磁懸浮硬件在環(huán)實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)，主要包括牽引控制系統(tǒng)、信號調(diào)理單元和牽引仿真系統(tǒng)，如圖1所示。牽引控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對牽引仿真系統(tǒng)中的變流器以及直線電機(jī)的控制，并與牽引仿真管理子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。圖1高速磁懸浮硬件在環(huán)實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)的組成結(jié)構(gòu)Fig.1Thecompositionofthehigh-speedmaglevHILreal-timesimulationplatform牽引仿真系統(tǒng)包括四套高功率變流器仿真子系統(tǒng)和一套直線電機(jī)仿真子系統(tǒng)，如圖2所示。四套高功率變流器仿真子系統(tǒng)包含四臺(tái)RT-LAB的FPGA仿真機(jī)，每臺(tái)FPGA仿真機(jī)對應(yīng)一套高功率變流器仿真子系統(tǒng)。四臺(tái)FPGA仿真機(jī)中有兩臺(tái)同時(shí)作為直線電機(jī)仿真子系統(tǒng)。四臺(tái)FPGA仿真機(jī)分別通過圖2牽引系統(tǒng)仿真設(shè)備Fig.2Tractionsystemsimulationequipment

榻?行通信。牽引仿真管理子系統(tǒng)包括WindowsPC和RT-LAB的CPU仿真機(jī)。WindowsPC通過網(wǎng)線與RT-LAB的CPU仿真機(jī)連接。CPU仿真機(jī)通過數(shù)據(jù)線連接到RT-LAB的Dolphin機(jī)箱�？梢酝ㄟ^CPU仿真機(jī)實(shí)現(xiàn)模型開發(fā)配置、數(shù)據(jù)采集、仿真監(jiān)控等功能。1.2變流器模型為了滿足磁懸浮列車在多編組條件下的高速運(yùn)行，此平臺(tái)采用了背靠背結(jié)構(gòu)的有源中點(diǎn)鉗位型（ActiveNeutralPointClamped,ANPC）三電平變流器[13]。變流器容量為24MV·A，采用雙整流雙逆變共直流母線的架構(gòu)，如圖3所示。圖3牽引變流器的簡化結(jié)構(gòu)Fig.3Simplifiedstructureoftractionconverter在變流器的輸出側(cè)存在兩種輸出模式：一種是是直接輸出模式（DirectMode,DM），即兩組變流器通過輸出變壓器一次繞組并聯(lián)輸出。在列車低速運(yùn)行時(shí)采用此種輸出模式，因?yàn)橹苯虞敵瞿Ｊ娇梢蕴峁└蟮尿?qū)動(dòng)電流，以使列車獲得更高的加速度；另一種輸出模式是變壓器模式（TransformerMode,TM），即兩組變流器通過變壓器串聯(lián)輸出，在列車高速運(yùn)行時(shí)采用此種輸出模式，變壓器模式可以提供更大的輸出電壓，以克服列車高速運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的反電動(dòng)勢。有源中點(diǎn)鉗位型三電平變流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖4所示。有源中點(diǎn)鉗位型三電平變流器有效地克服了二極管中點(diǎn)鉗位型（NeutralPointClamped,NPC）拓?fù)渲袚p耗分布不均的問題，進(jìn)一步提高了變流器的輸出功率。變流器的控制方法采用空間矢量脈寬調(diào)制（SpaceVectorPulseWidthModulation,SVPWM）和選擇性諧波消除脈寬調(diào)制（SelectiveHarmonicEliminatedPulseWidthModulation,SHEPWM）相結(jié)合的調(diào)制算法，系統(tǒng)開關(guān)頻率為300Hz左右。OPAL-RT對電力電子器件的解?

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：3062935