异步牵引电动机直接转矩控制及其低速区控制方法的研究

摘要

论文系统论述了机车电传动系统发展的历程和现状，通过分析机车牵引对电传动系统的要求，阐述了机车电传动系统的发展趋势。由两点式电压源逆变器供电的异步牵引电动机的直接转矩控制是其中的一个重要方向，但该控制方法在低速区尚存在转矩和磁链脉动过大的问题，因而该系统在低速区的控制策略是当前研究的热点之一。因此，本论文选择异步牵引电动机直接转矩控制在低速区的控制方法作为研究方向。 在完成论文的过程中，基于从整体到局部再到整体的方法论，论文在分析异步电动机各种控制方法的基础上着重研究了传统的直接转矩控制(DTC)、基于三相异步正弦脉宽调制的间接转矩控制(ITC)和基于空间矢量调制的直接转矩控制(SVM-DTC)。用Matlab/Simulink对这三种控制方法在低速区的磁链、电流和转矩的脉动情况进行了对比仿真研究，指出了它们各自的优缺点。在深入分析磁链和转矩脉动机理的基础上提出了一种基于磁链滞环比较器和空间矢量调制的直接转矩控制新方法。这种方法结合了传统DTC系统转矩脉动小和SVM-DTC系统开关频率恒定的优点，用磁链滞环比较器实现对磁链的控制从而控制调节磁链所占用的逆变器开关频率，用空间矢量调制的方法获得了近似恒定的逆变器开关频率。通过合理设置磁链滞环的宽度，可以有效减小转矩的脉动以适应机车牵引对电传动系统的要求。论文给出了这种控制方法的基本原理并用Matlab仿真对所提出的控制方法进行了验证。最后，总结了论文的主要成果并指出了有待解决的问题。

目录

文摘

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第1章绪论

第2章直接转矩控制的基本概念

第3章异步牵引电动机低速区的DTC控制策略及改善方案

第4章仿真研究

总结

参考文献

附录A：攻读硕士学位期间发表的论文

致谢