并联双感应电机牵引系统协调控制研究

摘要

随着高速铁路技术的飞速发展，高速列车的牵引传动系统必然向着功率大、体积小、质量轻、可靠性高和低成本方向发展。以往的单感应电机的控制策略在高速列车等场合不能满足现代高科技发展的要求，多感应电机的协调控制应运而生。因此，应用先进的控制理论研究高性能的多感应电机协调控制策略和控制系统具有普遍的现实意义和广泛的应用前景。
　　 本论文根据并联多电机的传统控制方法和磁链反馈控制方法，以并联双感应电机为研究对象，采用伪降阶观测器辨识并联电机的平均转速，设计并联双感应电机矢量控制系统，并针对并联电机参数相同和不同的情况分别进行仿真分析。仿真结果表明：当并联电机参数相同时，传统控制方法和磁链反馈控制方法都具有很好的动态特性和稳态特性；当并联电机参数不同时，这两种控制方法的动态性能都不好；这两种方法均不能反映每台并联电机的运行状况。
　　 本文根据并联双感应电机无速度传感器矢量控制原理，给出了并联双感应电机牵引系统的磁链模型和转矩模型的推导过程；根据单感应电机直接磁场定向原理，给出并联双感应电机牵引系统的旋转变换表达式；以并联的单台感应电机作为研究对象，采用伪降阶观测器辨识单台感应电机的转速；设计基于伪降阶观测器的并联双感应电机矢量控制系统，并与并联双感应电机牵引系统的传统控制方法进行对比仿真分析。仿真结果表明：该控制方法能够反映每台并联电机的运行状况，很好的辨识每台感应电机的转速和转矩，从而对并联电机实施更加准确的控制；而且，当并联电机参数不同时，基于伪降阶观测器的控制方法的动态性能比传统控制方法的好。