高速动车组大功率永磁牵引电机研制

随着动车组(EMU)速度等级的不断提高,要求牵引电机的功率更大、质量更轻、效率更高。为此,主要从高速动车组永磁牵引电机参数选取、结构设计等方面展开研究,并进行仿真分析计算,在现有安装空间内,研制出更高转速、更大功率密度的永磁牵引电机,以满足EMU运行要求。     

浅谈高速动车组电力牵引传动控制系统

牵引电传动系统是高速动车组的动力保证。本文简要介绍了高速动车组电力牵引传动控制系统的基本结构和工作原理,对牵引传动系统中所用到的几种控制方式进行了概述,其中包括电力牵引传动控制策略、电机牵引控制技术、牵引变流器的控制方法,最后介绍了高速受流技术。     

高速动车组牵引变流器热容量

在分析高速动车组牵引变流器冷却系统结构及工作原理的基础上,利用ANSYS软件构建了冷却系统中空气—水热交换器的有限元仿真模型,对热交换器温度场及空气流场进行了仿真研究;为了验证更高运行速度下高速动车组牵引变流器冷却系统能否满足散热需求,设计并搭建了牵引变流器热容量测试平台,利用该测试平台在武广客运专线对CRH3型高速动车组牵引变流器温升参数及冷却系统通风量进行了动态测试研究。试验结果表明在高速运行工况下,牵引变流器冷却系统进风量将减小,但CRH3型高速动车组牵引变流器冷却系统仍然能满足动车组以330km/h高速持续运行的要求,试验测试结果验证了仿真结果的正确性。在国内首次对高速动车组牵引变流器热容量进行了实车测试研究,为新一代时速380km/h高速动车组的设计奠定了一定的理论和实践基础。     

250km／h动车组牵引电机转子铜导条的国产化

通过250km／h高速动车组牵引电机转子铜导条的国产化,总结了用国产化材料替代欧洲材料的经验。介绍了如何把转子铜导条放在真空退火炉中进行热处理,探讨了如何优化真空退火的工艺,确保了转子铜导条在与转子端环钎焊过程中不起泡,保证了动车牵引电机转子铜导条的性能和质量。     

CRH380系列动车组牵引电机的技术分析

介绍了CRH380系列动车组牵引电机性能参数和结构,通过对五种牵引电机在技术参数、部件结构和绝缘系统等方面的比较和分析提出了五种电机的优缺点,为今后高速动车组牵引电机设计及优化提供借鉴。     

高速动车组牵引传动控制系统的研究与仿真

采用三电平空间电压矢量控制的转差频率矢量控制系统,建立高速动车组牵引传动仿真系统;为了实现动车组在0～250km/h范围内任意速度下稳定运行,设计出一种基于双滞环调节的恒速控制器。引入控制变量k,通过牵引、恒速、再生制动控制之间的平滑切换,防止在不同控制方式之间切换时引起较大的转矩、磁通和电流波动;仿真模拟了动车组在运行过程中牵引、恒速(包括惰行)和再生制动工况,Matlab/Simulink仿真结果表明系统具有良好的稳态性能和动态性能,满足高速动车组运行要求。     

高速动车组轮径差与牵引电机功率及温升耦合性研究

针对高速动车组不同轮对间的轮径差引起牵引电机实际发挥功率不一致并由此产生牵引电机温升显著差异的问题,设计了一种采用车控方式的牵引电机"轮径差-功率温升"分析方法,对高速动车组运用过程中牵引电机报温度高等问题进行有效规避.该方法可以准确评估出由于不同轮径差带来的牵引电机发挥功率差异和温升差异的结果.同时,针对不同轮径差搭...     

复兴号FXD1动力集中动车组用异步牵引电机设计

介绍了复兴号FXD1动力集中动车组用异步牵引电机的设计情况。主要从整车总体技术要求、电机结构设计、电磁方案设计、电机特性、关键技术、电机试验等方面进行了阐述。根据异步牵引电机的技术特点,通过对电磁设计、结构设计及冷却设计等关键技术研究,设计了1台异步牵引电机,并进行了试验。试验结果表明该异步牵引电机满足整车技术指标要求,验证了设计方案的可行性。     

高速动车组永磁同步牵引电动机热管理技术研究

针对高速动车组永磁牵引电机高功率密度、高效率的技术要求,介绍传统冷却方式下电机的冷却存在的问题,创新性地提出了新型多路并联全域高效冷却结构,详细说明了新型水冷结构的设计、仿真以及试验验证结果。试验结果表明,该永磁电机冷却结构设计合理,在各种工况下均温度分布合理、具有良好的性能表现,满足高速动车组复杂的运用工况要求,同时性能指标优于国外竞争对手。     

基于有限元分析的动车组牵引电机转子断条故障特性分析

以CRH2型动车组的牵引电机为例,定义了电机转子非对称运行时的电磁场计算模型。基于数值分析的基本原理,利用有限元分析软件Jmag,对牵引电机故障前后的磁场、导条电流进行了计算,并分析了转子断条对电机磁场、气隙磁密、导条电流的影响。同时根据动车组的运行特点,对故障电机在牵引特性曲线上不同工作点下的运行状态进行了仿真,分析了断条故障特征分量随着电机工作点的变化情况,为后续动车组牵引电机断条故障检测技术的研究奠定了基础。     

基于HIL仿真试验平台的动车组电机缺相故障研究

牵引控制系统中异步电机定子绕组发生故障,导致定子绕组不对称连接,严重影响动车组(EMU)牵引控制系统的安全稳定运行。针对牵引控制系统中异步电机定子一相绕组缺相故障,考虑端电压约束条件,推导电机一相缺相的数学模型,并基于硬件在环(HIL)仿真试验平台对数学模型进行验证。详细阐述了HIL测试平台的系统框架,设计实现方法,软硬件连接配置。将Xilinx软件下搭建的电机缺相数学模型下载至dSPACE仿真机上运行,与牵引控制单元(TCU)连接,进行HIL仿真,通过检测算法对电机缺相故障作出判断与处理。结果表明该仿真测试平台的有效性,可提供接近真实的测试环境,为牵引控制系统电机缺相故障诊断与算法功能开发提供了理论基础和设计依据。     

基于TCN动车组牵引电机控制系统建模方法研究

针对动车组交流异步牵引电机的空间分布性特点,讨论了基于列车通信控制网络(TCN)的牵引电机控制系统建模方法。采用输入输出反馈线性方法对牵引电机的5阶非线性模型进行线性化和解耦,之后将其引入基于TCN的动车组网络控制系统,并考虑了网络控制系统中的网络延迟。使用动态输出反馈控制方法,得到网络化的异步牵引电机控制模型。运用Lyapunov稳定性理论对闭环控制系统进行了稳定性分析,给出了系统的渐近稳定条件。     

微机控制的牵引电机自动测试系统

本文介绍了一个采用微机ＩＢＭＰＣ／ＸＴ控制的直流牵引电机出厂试验系统。它能自动完成ＺＱＲ４１０型直流牵引电机出厂试验主要项目的数据采集，并能对试验过程进行自动控制。文章主要途述了硬件电路的构成，抗干扰措施及软件设计的要点。实际运行表明，本系统具有准确度高，可靠性强，开发容易，成本低廉等优点。     

基于Matlab的开关磁阻电机伺服系统建模仿真

本文在Matlab／simulink环境下，构建了开关磁阻电机定位的转矩控制模型，并建立了在任意给定位置角度下开关磁阻电机伺服系统的仿真模型。对位置和速度的仿真波形与从上位机采下的实验波形进行比较分析，结果表明模型较为准确、简便、实用，仿真结果能如实地反映系统的工作状况，证明此模型可以为开关磁阻电机伺服系统的调试提供依据。     

步进电机的高速细分控制

本文介绍一种新型的步进电机控制方式－步进电机的高速细分控制。在细分状态下采用高低压复合供电，通过适当的控制电路，可以实现步进电机的高速细分运行，同时并不增加功率开关管的损耗。     

高速动车组三相异步牵引电机损耗分析与计算*

基于麦克斯韦电磁理论,建立电机有限元电磁场分析模型,得到电机磁场强度分布云图,通过分析电机齿部和轭部典型位置磁密径向、切向磁密波形,求取其磁密幅值。基于Bertotti铁耗分离理论,计算了某高速动车组牵引电机铁心损耗,同时分析了电机的铜耗和机械损耗。     

异步牵引电机全速域直接转矩控制仿真研究

根据异步电机牵引特性,将电力牵引运行划分为不同调节区,在启动及低速域时,逆变器按脉宽调制方式进行控制,当电机的输出功率达到额定值时,进入方波控制区。针对不同电力运行调节区的特点,研究了一套适合于牵引电机的全速域直接转矩控制算法,同时,采取不同控制算法间切换的过渡策略,有效地避免了磁链和转矩的跳变。最后,基于所建立的仿真模型模拟了异步牵引电机的牵引和制动工况,仿真结果表明该电机驱动系统具有良好的动、静态性能,满足列车运行控制的要求,也验证了该控制方法的正确性和有效性。     

高速动车组永磁同步电机牵引控制仿真研究

为研究永磁同步电机的电流运行轨迹,分析不同工况下动车组永磁同步电机的弱磁工作方式,首先分析了永磁同步电机的最大运行能力,规划电流轨迹;其次,在动车组变工况时,根据永磁同步电机交、直轴电流相平面关系,按最大转矩电流比控制解析式方程,确定最小稳定工作点,从而提高电机的运行效率,实现平滑过渡;最后,利用Simulink软件对永磁同步电机矢量控制系统进行仿真验证。     

基于模糊自适应策略的大功率牵引电机定速控制

为了提升大功率牵引电机定速控制精度,提出了一种模糊自适应控制方法。根据外部条件的变化,利用输入输出的模糊关系来自适应调节给定牵引/制动力矩,采用Butterworth滤波器对输出给定力矩进行滤波并利用积分环节来消除稳态误差,以获得良好的控制性能。以某型机车大功率牵引电机为测试对象,对各种复杂运用工况算法控制效果进行对比仿真测试,验证了所提算法的有效性和优越性。     

高速牵引电机定子制造技术

主要介绍了高速牵引电机定子制造技术的先进性。