架控式地铁车辆牵引变流系统研究

摘要

随着工业化的飞速发展，我国各大城市汽车的保有量也有了很大的增长，随之而来的是日益严重的汽车尾气污染和交通拥堵现象，这大大增加了人们进一步的提升生活水平的难度。地铁凭借其精准的运行时间、庞大的运力、舒适的乘坐环境、对地下空间的合理利用、高安全性以及低延误性等特点迅速占领了国内外的城市轨道交通市场。 可靠性与稳定性是衡量地铁车辆性能的关键性指标，只有保证车辆运行的可靠与稳定，才能为人们提供准时、安全、快捷的出行环境，其中，牵引变流系统性能起到了决定性的作用。因此，研制出具有自主知识产权的地铁车辆牵引变流系统，对于推进我国地铁车辆国产化的进程有着深远的战略意义。 本文结合实际项目，对架控式地铁车辆牵引系统进行了研究，完成的主要工作包括： （1）完成了牵引变流系统主电路及整体结构设计，并结合地铁车辆的运行条件及技术要求进行了一系列的仿真与计算，计算出整车无故障启动牵引力，确定牵引电机所需最大牵引力及所需牵引电机功率，再根据牵引电机功率及电路损耗计算出牵引变流系统的容量。并以此计算出牵引变流系统主要电气设备的技术参数，完成了牵引变流系统关键部件的选型。 （2）对地铁车辆牵引变流系统控制算法进行了研究，分析了基于间接磁场定向转差型矢量控制的实现方法，在此基础上建立了牵引电机的动态数学模型，并在dSPACE半实物仿真平台上进行了控制策略的调试，通过仿真实验数据的分析，逐步完善控制算法，最终得到稳定与可靠的控制程序。 （3）采用两组电机对拖模式组成背靠背试验系统，在样机上进行了牵引变流系统的地面联调实验，通过实验结果的分析与计算，对该系统的性能进行了验证，实验结果证明了该系统的性能优良，运行可靠，能够满足实际应用要求。

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