CRH3型动车组牵引传动系统的直接转矩控制研究
CRH动车组驱动装置的控制策略与参数调整
CRH动车组驱动装置的控制策略与参数调整CRH动车组是中国铁路高速动车组的代表，具有高速、节能、安全等优势。
而驱动装置作为CRH动车组的核心组成部分，其控制策略和参数调整对于车辆的性能和运行效率至关重要。
本文将就CRH动车组驱动装置的控制策略与参数调整进行探讨。
一、控制策略在CRH动车组的驱动装置控制中，采用了先进的逆变器技术，优化了电机控制算法，以实现对电机转矩和速度的精准控制。
控制策略主要包括以下几个方面：1.转矩控制：通过控制电机的电流和电压，实现对电机输出转矩的调节。
在启动加速和制动减速时，需要根据列车的运行状态和线路特性，动态调整转矩控制策略，以确保车辆平稳运行。
2.速度控制：根据列车的运行速度和目标速度，调整电机的输出功率，实现对列车速度的稳定控制。
在高速行驶和进出站台时，需要对速度控制策略进行优化，以提高车辆的运行效率和安全性。
3.能量回馈控制：利用制动过程中的惯性能量和电动制动能量，实现对列车动能的回馈控制，提高整车系统的能量利用率。
通过逆变器和超级电容等设备的协同作用，实现能量的高效储存和回馈利用。
二、参数调整在CRH动车组的驱动装置参数调整中，需根据列车的运行状态和线路特性，动态调整电机参数和控制参数，以确保车辆的性能和安全。
参数调整主要包括以下几个方面：1.电机参数调整：根据列车的牵引负载和最大速度要求，调整电机的额定功率、额定转速和电流容量等参数。
通过匹配电机参数和车辆特性，优化列车的动力性能和能耗指标。
2.控制参数调整：根据列车的运行环境和行车任务，调整逆变器控制器的参数，如PWM频率、电压幅值、功率因数等。
通过合理调整控制参数，提高电机转矩响应速度和稳定性。
3.故障诊断参数调整：根据电机和逆变器系统的运行状态，设置故障诊断参数，实现对设备状态和性能的实时监测和诊断。
通过定期检测和修正故障诊断参数，提高列车运行的可靠性和安全性。
综上所述，CRH动车组驱动装置的控制策略和参数调整至关重要，直接影响列车的性能和运行效率。
CRH3型动车组牵引系统的组成及工作原理研究
CRH3型动车组牵引系统的组成及工作原理研究摘要：CRH3型动车组是我国引进吸收较为成功的现役主力车型之一，本文主要针对CRH3型动车组牵引系统各组成部分的功能、作用以及其工作原理等方面进行较为全面的研究分析，为动车组牵引系统的故障处理以及日后维护工作提供参考。
关键词：CRH3型动车组；牵引系统；工作原理；牵引变流器Study on composition and working principle of CRH3 emU traction SystemAbstract：CRH3 emU is one of the main models in active service that has been successfully introduced and absorbed in China. This paper mainly conducts a comprehensive research and analysis on the functions, functions and working principles of each component of CRH3 EMU traction system, so as to provide reference for the fault treatment and future maintenance of THE EMU traction system.Keyword:CRH3 EMU; Traction system; Working principle; Traction converter引言近几年来，我国高速列车的速度等级不断提高，车辆内部构造趋于复杂，为了满足车辆的多种功能的实现，尤其是列车牵引系统的稳定及维护，才能不断提升车辆本身的性能。
我们结合CRH3型动车组牵引系统的功能原理与组成特点，并结合调试过程的经验，深入的研究车辆的牵引系统，为动车组的维护和研发提高数据参考。
CRH3型动车组故障条件下牵引能力的研究
CRH3型动车组故障条件下牵引能力的研究摘要：随着国民经济的迅速发展,高速动车组成为我国铁路旅客运输发展的主要交通工具,动车组的牵引力是列车安全、准点的到达目的地的主要条件。
那么在牵引力部分故障条件下能否满足动车组对牵引力的要求，本文在此背景下展开了对CRH3型动车组牵引能力的研究。
关键词：CRH3型动车组；牵引系统；牵引力故障；牵引功率；牵引电机0 引言随着科技的进步，动车组运行速度提高，牵引系统相应功耗增大，动车组牵引力问题成为重要问题之一，如果牵引力不足，严重时会造成列车晚点，更换车底，对铁路运输造成极大影响。
因此必须对动车组牵引力进行试验和分析，判断出在牵引系统故障的情况下，剩余牵引能不能满足列车动力的要求，并为新一代高速列车牵引系统开发以及高速列车运行综合仿真系统的研究提供准确、丰富和可靠的试验依据。
1.牵引系统概述牵引系统的是基于25 kV AC 供电条件下运行设计的。
每列动车组都由两组互相对称的牵引单元组成（01车到04车为一组，05车到08车为另一组）它们之间用车顶电缆连接起来，两列CRH 3动车组可以重联形成一列车组。
我们通过图1-1牵引部件组成分布图可以很清楚的了解到牵引系统的构成。
2.动车组牵引动力部分故障运行试验2.1试验目的检验动车组在牵引动力部分故障条件下的牵引能力。
2.2 试验方法分别切除1/4 动力、1/2 动力，进行以下试验：动车组在预定地点处于静止状态，司机手柄直推满级位加速至最高速度。
试验进行3 次。
2.3试验评定一台牵引变流器不工作，动车组轮周牵引功率为6400kW，动车组应能在平直道上及无逆风的情况下以最大运行速度运行（300km/h）。
两台牵引变流器不工作，轮周牵引功率为4000kW，动车组应能在平直道上及逆风速度15km/h 的情况下以250km/h 的速度运行。
2.4试验结果试验时切除1号车动力，从JJK6处满级位起动加速，在JJK47.6 处，速度达到307.8km/h。
CRH3型动车组牵引故障处理研究
CRH3型动车组牵引故障处理研究摘要：近几年我国交通系统的建设规模正在不断的扩大，一些新型的动车组技术也逐渐发展出来。
因为高速铁路的里程正在不断的增加，动车组的运能和运量也在不断的提高，在进行动车组应用的过程中，如果牵引系统出现了故障问题，就会对整个机组产生不良的影响。
因此在进行动车组应用的过程中，必须做好牵引故障问题的处理。
要根据故障问题发生的原因，制定专门的解决方案，才能降低故障问题的发动几率，提高动车组的运行效率。
本文就CRH3型动车组牵引故障处理进行相关的分析和研究。
关键词：CRH3型动车组；牵引故障；处理；分析研究现阶段我国高速铁路技术的发展速度比较快，一些比较先进的技术在应用时可以为我国居民提供更加舒适便捷的出行服务。
但因为我国在进行高铁建设时，动车组在运行过程中会受到各种因素的影响，经常会出现一些故障问题。
为了保证乘坐人员的生命财产安全，就要保证动车组的运行秩序良好，提高系统的运行效果和质量。
要根据故障问题的发生规律提前制定有效的措施，减少这些故障问题的发生，才能保证动车组在运行时更加的安全稳定，为高铁建设提供有效的支持[1]。
一、CRH3型动车组牵引故障问题（一）系统与接触网不匹配一般来说，牵引系统在运行的过程中无法与接触网完全匹配，主要的判断依据是接触网的弹性是否均匀。
如果弹性不完全均匀，那么就无法满足系统与接触网的匹配问题。
因为接触网的悬挂属于室外的建设，在施工的过程中会受到大自然环境的影响。
在进行施工建设的过程中如果出现了一些误差问题，在运行之后会引发其他的问题，而且后期的维护存在一定的难度。
接触网的某些部位因为运行的需要安装了相应的装置，如果这些装置的重量比较大，在使用的过程中存在比较严重的波动问题，就会破坏接触网的弹性平衡。
一旦接触网的弹性出现了不均匀的现象，就会导致接触网和系统在运行过程中难以实现完全匹配。
而且动车组运行过程中产生的振动问题也会对系统造成撞击性的损害，进而影响电流的传递效率[2]。
高速列车的牵引系统控制技术研究
高速列车的牵引系统控制技术研究在当代社会的快速发展和人们旅行需求的增加下，高速列车作为一种重要的交通工具在人们的生活中扮演着越来越重要的角色。
而高速列车的性能和安全性，很大程度上取决于它的牵引系统控制技术。
本文将会探究高速列车牵引系统控制技术的研究、进展以及未来展望。
一、高速列车牵引系统控制技术的发展随着高速列车牵引技术的不断更新换代，牵引变频器控制技术更是成为了高速列车牵引系统核心技术之一。
传统列车的牵引系统普遍采用直流电源，而高速列车则使用交流牵引技术。
其中，牵引变频技术是实现交流牵引的一种方法。
利用牵引变频器，交流电能可以直接控制电机输出牵引力，并且可以精准控制电机转速。
这样，不仅仅可以提高牵引效率，增强牵引力，还可以适应列车在不同速度下的运行需求。
另外，随着牵引变频器的应用不断普及和推广，人们也逐渐发现了它的问题与不足，如易受干扰、故障难排、运维成本高等。
在这方面，研究人员进行了深入细致的研究，提出了一些改进和优化方案，进一步完善和提高了高速列车牵引系统控制技术的水平。
二、高速列车牵引系统控制技术的应用高速列车的牵引技术不仅决定着其性能和运行稳定性，更直接影响着乘客的出行安全和舒适度。
对于高速列车而言，控制系统不仅要满足牵引力、速度等方面的要求，还需要做到精度、安全、可靠和稳定性等多方面考虑。
而现代高速列车的复杂性和高度自动化，使得它的牵引系统控制技术也成为了一门专业化的学科。
三、高速列车牵引系统控制技术的发展趋势随着高速列车技术的迅速发展和不断推进，牵引控制技术也在不断创新和变化。
在未来的发展趋势中，高速列车牵引系统控制技术将会更加侧重于数字化技术和自适应控制技术的应用。
其核心技术将是逆变器技术、谐波抑制技术、故障检测与处理技术、机车牵引控制等技术。
这些技术将在未来高速列车行业中不断发展和应用，为列车的牵引系统控制提供更加高效、智能和可靠的解决方案。
总之，高速列车的牵引系统控制技术是一个高度复杂和专业化的学科，它的发展直接影响着高速列车的性能、安全性和乘客出行体验。
4 CRH3型动车组变流器系统分析
4 CRH3型动车组变流器系统分析CRH3型动车组牵引变流器结构紧凑，牵引变流器设计成车下牵引箱，易于运用和检修的模块化结构。
牵引变流器输入侧为四象限脉冲整流器(4QC)，2个4QC并联为一个共同的直流环节供电，中间电容区部分存储能量，输出平滑的直流电压。
输出端为一个PWM逆变器，将直流环节电压转换成牵引系统所要求的变压变频三相电源驱动4个并联的异步牵引电机。
列车工作在牵引状态时作为逆变器，将直流电转变成电压频率变化的三相交流电供给牵引电动机；列车处于再生制动时牵引电动机作为发电机运行，牵引逆变器工作于整流状态，将三相交流电转变成直流电，再由四相限整流器回馈电网。
4.1 牵引变流器主电路结构CRH3型动车组牵引变流器采用电压型2电平式电路，由脉冲整流器、中间直流电路、逆变器构成。
变压器牵引绕组AC1550V、50Hz交流电输入脉冲整流器。
2电平PWM变频脉冲整流器采用IGBT元件，实现输出直流电压2600V～3000V定压控制、牵引变压器原边电压、电流、功率因数的控制，以及无接点控制装置保护。
再生制动时，脉冲整流器接收滤波电容器输出的直流3000V电压，向牵引变压器供应AC1500V、50Hz交流电并返回电网。
滤波电容器直流电压输入逆变器，根据IGBT控制信号，输出变频变压的三相交流电，对4台并联的牵引电机进行转速、转矩控制。
再生制动时逆变器控制在功能上按正向程序转换，感应电机发出三相交流电，逆变器向滤波电容器输出直流电压。
牵引电机采用直接转矩控制方式，使转矩控制反应高速化，提高了系统动态响应性能。
CRH3型动车组编组形式为8辆编组，动力配置为4M+4T ( M为动力车厢，T为拖车车厢)，其中相邻两动车为1个基本动力单元。
每个动力单元具有独立的牵引传动系统。
图4.1 CRH3型动车组牵引传动系统CRH3牵引传动系统组成原理图如图4.1所示，在动车组中装有4 个完全相同且互相独立的动力单元，每个独立的动力单元都相同，其电路如图4.2所示。
CRH3型动车组牵引传动系统探究
CRH3型动车组牵引传动系统探究摘要：本文简述了我国动车组牵引传动系统的特点及发展现状，阐述了动车传动系统的设计思路，并讲解了动车组牵引传动系统分析仿真模型理论知识。
论述了动车组牵引传动系统设计中包括传动系统功率的分析，牵引功率、黏着牵引力、启动加速度、平均加速度、列车运行最高速度等进行列车牵引特性的设计。
通过动车组牵引传动系统的设计过程分析得到了设计过程中的规律讨论了在设计过程中遇到的问题，总结了设计时应注意的问题。
关键词：牵引传动系统分析仿真模型牵引功率黏着牵引引言：牵引传动系统的设计思路的分析，牵引传动系统的特点、牵引传动系统的简介、动车组牵引传动系统分析、列车牵引传动系统容量设计、列车牵引特性设计、列车牵引功率设计等过程。
正文：一、CRH3型动车组的牵引传动系统的简介CRH3型动车组为8辆编组的动力分散交流传动电动车组，4动4拖，其中相邻的两辆动车为一个基本动力单元，每个动力单元具有独立的牵引传动系统，如图l所示，主要由1台主变压器、2台牵引变流器和8台牵引电机等组成。
牵引变压器原边额定电压为单相交流25 kV／50 Hz，副边为l 550 V／50 Hz。
牵引变流器输入侧为四象限脉冲整流器(4QC)，2个4QC并联为一个共同的DC连接供电，中间电容区部分存储能量，输出平滑的直流电压。
输出端为一个PWM逆变器，将DC连接电压转换成牵引系统所要求的变压变频i相电源驱动4个并联的异步牵引电机。
本研究采用DTC系统来控制逆变和电机驱动部分，并对整个牵引传动系统进行建模研究。
二、CRH3型动车组的牵引传动系统的特点CRH3型动车组在不同的速度时刻根据牵引／制动曲线输出所需的牵引力，使动车组顺利完成牵引或制动过程。
牵引工况时，牵引力和速度的数学关系为：三、牵引传动系统的设计对于高速列车的牵引传动系统的设计，首先对列车牵引功率进行设计；其次根据牵引功率、黏着牵引力、启动加速度、平均加速度、列车运行最高速度等进行列车牵引特性设计；最后根据列车的动拖比计算牵引电动机的容量、牵引变流器的容量及牵引变压器的容量。
CRH3型动车组牵引传动系统
CRH3型动车组牵引传动系统
姜东杰
【期刊名称】《铁道机车车辆》
【年(卷),期】2008(28)B12
【摘要】简要的介绍CRH3型350km／h动车组牵引传动系统结构、技术特点和技术参数。
【总页数】5页(P95-99)
【作者】姜东杰
【作者单位】中国北车集团唐山轨道客车有限责任公司技术中心,河北唐山063035
【正文语种】中文
【中图分类】U266
【相关文献】
1.CRH3型动车组牵引传动系统运行状态的模拟
2.CRH3动车组牵引传动系统的负荷建模
3.CRH3型动车组牵引传动系统的直接转矩控制研究
4.CRH3型动车组与CRH1型动车组转向架三级修兼容问题的探讨(待续)
5.CRH3型动车组牵引传动系统可靠性分析与研究
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CRH3型动车组牵引传动系统可靠性研究
CRH3型动车组牵引传动系统可靠性研究摘要：随着我国社会经济不断发展，人们生活水平的提高，越来越多的人选择了铁路运输的方式进行出行，铁路运输安全也成了人们关心的重点问题。
牵引传动系统是保障CRH3型动车组安全稳定运行的重要系统，CRH3型动车组牵引传动系统的可靠性是提高铁路安全的基础。
CRH3型动车组牵引传动系统的可靠性跟系统的技术等因素具有密切联系，本文将针对CRH3型动车组牵引传动系统的可靠性进行研究。
关键词：CRH3型动车组；牵引传动系统；可靠性；研究；随着我国社会经济的不断发展，我国高速铁路的建设和运输水平得到了飞速发展，CRH3型动车组的运行速度也得到了极大的提高，铁路运输安全的可靠性需要依靠技术进行保障。
牵引传动系统是为CRH3型动车组提供动力的主要系统牵引传动系统的可靠性会影响到CRH3型动车组稳定运行和安全。
一．CRH3型动车组牵引传动系统构成1.牵引变压器动车组中牵引传动系统所使用的牵引变压器主要为单向式变压器额定电压为单向50Hz，工作原理跟普通的变压器相似，在动车组运行的过程中牵引变压器的温度是会在-25°C到40°C之间，最高电压为AC29KV，冷却方式主要以强迫油冷的方式为主【1】。
2.牵引变流器牵引变流器可以调整半导体设备频率，对牵引和动力制动中的电流电压进行合理的控制，在动车组中使用的牵引变流区，主要由四象限变流器电机逆变器和直流电压等部位组成。
3.牵引电动机在CRH3型动车组运行过程中，CRH3型动车组的牵引变流器可以支撑四个牵引电动机工作，在CRH3型动车组中使用的牵引电动机主要是以三项异步牵引电机为主，能够有效的为CRH3型动车组牵引传动系统提供动力【2】。
4.高压电气系统高压电气系统是动车组牵引系统中的重要系统，主要有受电弓高压断路器，避雷器网压检测装置和高压电缆等设备组成，通常情况下，动车组中受电弓要能够适应全国各区域，主断路器可以防止高压电气系统出现短路问题【3】。
CRH动车组驱动装置的动力传递与传动系统
CRH动车组驱动装置的动力传递与传动系统中国铁路高速（CRH）动车组作为中国高铁的重要组成部分，在高速铁路交通中扮演着举足轻重的角色。
其中，动车组的驱动装置的动力传递和传动系统是保证车辆正常运行和高速行驶的核心部件之一。
本文将深入探讨CRH动车组驱动装置的动力传递与传动系统，从技术原理、结构组成、工作流程和发展趋势等方面进行详细介绍。
一、技术原理CRH动车组驱动装置采用电力传动技术，其基本原理是通过电机将电能转换为机械能，从而驱动车辆前进。
电机是驱动装置的核心，一般采用三相异步电动机或同步电动机。
电机通过减速器将转速转换为扭矩，然后通过传动装置传递给车轮，使车辆正常行驶。
整个系统由电机、减速器、传动装置和车轮等部件组成，实现了驱动装置的动力传递功能。
二、结构组成CRH动车组驱动装置的结构组成主要包括电机、减速器、传动装置和车轮等部件。
电机通常安装在车辆底部，通过电缆与车辆控制系统连接。
减速器位于电机和传动装置之间，主要作用是将电机输出的高速低扭矩转换为低速高扭矩。
传动装置将减速器输出的扭矩传递给车轮，实现车辆的行驶和牵引功能。
车轮是整个系统的最终输出部件，直接与铁轨接触，传递动力并保证车辆正常行驶。
三、工作流程CRH动车组驱动装置的工作流程可以分为启动、加速、恒速和制动减速四个阶段。
首先，电机接收车辆控制系统的指令，开始转动；随着电机转速的增加，减速器将高速低扭矩转换为低速高扭矩，推动传动装置工作；传动装置将扭矩传递给车轮，车辆开始加速；当车辆达到设定速度后，电机保持恒速输出，传动装置传递稳定扭矩以保持车辆恒速行驶；最后，当减速制动指令下达时，电机减速输出，传动装置减小传递扭矩，车辆减速制动并停车。
四、发展趋势随着科技水平的不断提高和CRH动车组的技术革新，驱动装置的动力传递与传动系统也在不断发展。
未来，随着新能源技术的应用和高速列车的需求，动车组驱动装置可能会向更高效、更智能、更节能的方向发展。
CRH3动车组牵引逆变器设计及其PWM控制算法分析
第一章绪论本章作为引言，主要介绍了动车组概念及组成，逆变技术的发展过程及现状，最后简要归纳了本课题的研究任务并对文章安排做了简要介。
1.1 动车组1.1.1 动车组概念及组成“动车组”这个词流行之前，同样的事物也被称做“列车组”、“机车组”等，“动车组”其实是个非常简单的概念。
动车组是按动力分布方式而命名的，其实就是动力分散式列车。
动力集中式列车的牵引力是机头产生，动力集中于一侧。
具有牵引力的动车与无动力的拖车再加上机头，三者组合称为动车的组合，简称动车组。
把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车辆便叫做动车。
而动车组就是几节自带动力的车辆加几节不带动力的车辆编成一组，就是动车组。
带动力的车辆叫动车，不带动力的车辆叫拖车。
此外有“狭义动车组”一说，英文名为“MU”，全称“Multiple Units”，意为“单元式组合列车”。
“单元”是这种列车中最突出和最核心的概念。
“单元”指若干车辆以特定方式连挂以实现特定功能的编组。
而当这样的编组中一节车也不能再缩减时，称做“最小单元”。
某些情况下，单元内会有可以摘除冗余车辆，但多数情况下单元就是最小单元。
最小单元一旦被拆散，该单元用以实现的功能将消失，或者不再完整。
在比较罕见的情况下，单节车也可以成为单元。
为方便进一步描述，可以按照以下方式划分单元：1. 制动单元。
2. 自走单元。
3. 随走单元。
4. 运营单元。
5. 特殊单元动车组的组成，有多种方式：①由两节或两节以上的动车联挂组成。
②一节动车和一节或数节无动力的附挂车组成，尾部附挂车的末端设有驾驶台。
③两端为动车，中间连接一节或数节无动力的附挂车。
④两端为动车，中间连接多节附挂车，但与动车相邻的附挂车中靠近动车的转向架是驱动转向架，另一动车组列车[1]转向架为无动力的关节式转向架，其他附挂车的转向架均为无动力的关节式转向架。
关节式转向架的支承方式是相邻的两节附挂车的端部共同支承在一个转向架上。
CRH3型动车组牵引传动系统的可靠性研究
CRH3型动车组牵引传动系统的可靠性研究摘要：牵引传动系统是动车组的重要组成部分，在动车组安全性运行中起到了至关重要的作用。
对动车组牵引传动系统的可靠性进行分析，对确保列车安全稳定运行意义重大，需要从系统部件的复杂程度、重要程度以及技术成熟度等方面做综合分析。
本文以CRH3型动车组为对象，对牵引传动系统可靠性分析方法进行了简单探讨。
关键词：CRH3型动车组；牵引传动系统；可靠性分析CRH3型动车组作为我国一种比较常用的高速客运列车，为确保列车运行的安全性与可靠性，就需要针对牵引传动系统的可靠性进行专业分析，确定各影响因素以及常见的问题，通过多个方面的综合分析，判断列车牵引传动系统可靠性是否符合要求。
一、牵引传动系统可靠性建模1.可靠性分析算法目前网络图模型可靠性分析系统已经被广泛的应用到电力网络输配电系统以及交通系统等领域，并且在此基础上建立的MCS-CA算法应用性更强。
MCS-CA算法能够在离散演化周期内利用CA的传播特性准确判断系统网络的连通性，并且在MCS过程中完成系统可用度计算[1]。
CA模型是一种时空离散的局部动力学模型，包括元胞、晶格、领域与局部转换函数各要素。
且元胞分布在离散的晶格上，为CA模型的基础组成部分。
2.构建可靠性模型CRH3型动车组采用的是4动4拖，每列车共包括8辆编组的动力分散式结构，并且设置有两个互相对称的动力牵引单元。
在对CRH3型动车组牵引传动系统构建可靠性模型时，需要以系统失效服从指数的分布规律为依据，完成可靠性框图模型与可靠性网络图模型的构建[2]。
基于牵引传动系统各部件间的串、并联逻辑关系，将其等效为B-T1的不同等效单元，便可构建如图1的牵引传统系统可靠性模型。
图1 动车组牵引传动系统可靠性模型以图论为依据可以将图1转换为如图2的K-终端网络图模型。
并且，因为从车组在运行过程中只有一个受电弓处于工作状态，因此可以将互为储备系统的单元B，C等效为单元B1。
和谐电力机车牵引电机直接转矩控制方法研究
和谐电力机车牵引电机直接转矩控制方法研究和谐电力机车牵引电机直接转矩控制方法研究摘要：随着社会的快速发展和人们对环境保护的不断关注，电力机车作为一种清洁、高效、低噪音的交通工具越来越受到关注。
而牵引控制系统中的电机直接转矩控制方法是实现高效能、可靠性和稳定性的关键。
本文以和谐电力机车牵引电机直接转矩控制方法为研究对象，探讨了该方法的原理、优势及应用前景，并结合实际场景进行了案例分析。
1. 引言电力机车是一种由电动机驱动的轨道交通工具，广泛用于城市轨道交通和城际铁路。
相比传统的内燃机车，电力机车具有无排放、低噪音、高效能的特点，对改善城市环境和提高能源利用率具有重要意义。
牵引系统作为电力机车的核心部件之一，其性能的优劣直接影响到机车的运行效率和稳定性。
2. 牵引电机直接转矩控制方法原理传统的牵引电机控制方法主要采用间接转矩控制，通过电流和速度控制来实现对转矩的调节，存在调节速度慢、响应迟钝的问题。
而直接转矩控制方法则是将牵引电机的转矩直接控制在所需要的数值上，无需通过测量与电动单元进行处理，实现了对转矩的精确控制。
其基本原理是根据牵引需求、主控制器信号和电机特性等参数，进行自治调节，提高了控制精度和动态特性。
3. 和谐电力机车牵引控制系统和谐电力机车作为我国自主研发的新一代电力机车，其牵引控制系统采用牵引电机直接转矩控制方法，具有高性能和高可靠性的特点。
该系统由主控制器、电机控制器、传感器等组成，能够实现对电机运行状态的实时监测和控制，提高了机车的牵引效率和运行稳定性。
4. 牵引电机直接转矩控制方法的优势与传统的间接转矩控制方法相比，牵引电机直接转矩控制方法具有以下优势：4.1 提高牵引效率：直接转矩控制方法可以实时调节电机的转矩，具有更高的控制精度和动态特性，从而提高了机车的牵引效率。
4.2 加快响应速度：直接转矩控制方法无需传感器测量和电动单元的处理，能够实现对转矩的实时调节，加快了系统的响应速度，提高了机车的运行稳定性。
CRH3型动车组牵引与控制特性分析
2 CRH3型动车组牵引与控制特性分析2.1 CRH3动车组牵引系统组成部分在CRH3动车组上装有四个完全相同且互相独立的动力单元。
每一个动力单元有一个牵引变流器和一个控制单元，四个并联的牵引电动机以及一个制动电阻器单元。
牵引零部件辅助设备所需的3相AC 440V60Hz 电流由动车组的辅助变流器单元提供。
每个基本的动力单元主要包含以下关键器件：1. 主变压器。
主变压器设计成单制式的变压器，额定电压为单相AC 25kV 50Hz。
变压器被布置在动车组没有驱动的变压器车车底，并且每一个变压器的附近都布置有一套冷却系统。
主变压器箱体是由钢板焊接的，主变压器箱安装在车下，主变压器采用强迫导向油循环风冷方式。
主变压器的次级绕组为牵引变流器提供电能。
它使用一个电气差动保护、冷却液流量计和电子温度计对主变压器进行监控和保护。
2. 牵引变流器。
牵引变流器采用结构紧凑，易于运用和检修的模块化结构。
在运用现场通过更换模块可方便更换和维修。
牵引变流器由多重四象限变流器、直流电压中间环节和逆变器组成，牵引变流器的模块具有互换性。
3. 牵引电机。
动车组总共由16个牵引电机驱动，位于动力转向架上。
牵引电机按高速列车的特殊要求而设计。
具有坚固的结构，优化重量，低噪音排放，高效率和紧凑设计的特征。
四极三相异步牵引电机按绝缘等级200 制造。
牵引电机是强迫风冷式。
牵引电机使用的是牵引变流器的电压源逆变器供电，变频变压( VVVF) 调速运行方式。
4. 其他部件。
动车组其他牵引系统部件还包括牵引电机通风机、过压限制电阻等。
某些零部件被设计成即使出现故障也能在小幅度减少或不减少性能的情况下运行。
CRH3型动车组采用交-直-交传动方式。
以交流异步感应电动机作为牵引电机的高速动车组适宜采用再生制动方式。
制动时它将交流电动机做为发电机使用，从而产生制动力矩，并将其所发出的电能反馈回电网。
在所有的制动方式中，再生制动是唯一向电网反馈能量的制动方式，同电阻制动相比，减少了庞大而笨重的制动电阻，同时免去了一整套通风冷却装置。
CRH3牵引传动
目前、CRH3动车组在沪宁、沪杭高铁线 路及京津、武广城际铁路上运行。高速动 车组具有重量轻，粘着利用好，启动加速 度快等特点。
设计任务及预期目的
一、系统分析
通过分析全面分析CRH3动车组牵引传动控 制系统各主要环节，熟悉从受电工受电、变压 器传输分派电能、变流器电能变换、供给牵引 电机实现机电能量转换，通过传动机构产生牵 引力的过程，及各环节的工作过程及控制要求
0.40m/s2
300 km/h速度下的剩余加速度 >0.60m/s2 辅助供电电源系统 持续运营速度 最高运营速度 采用冗余设 计 300km/h 350km/h
8
9
最高试验速度
爬坡能力（ 牵引动力时）：
400km/h
30‰
CRH3动车组牵引传动系统组成 每个基本的动力单元主要包含以下关键器件： 受电弓、主变压器、牵引变流器、牵引电机、 及其辅助器件。
兰州交通大学毕业设计答辩
题目：CRH3型动车组牵引传动系统分 析与验证计算
导师：张喜全 班级：车辆096班 学生：万鹏鹏 学号：200910116
课题研究对象
CRH3动车组简介
CRH3动车组为4动4拖8辆编组，采用电力 牵引交流传动方式，由2个牵引单元组成，每 个牵引单元按两动两拖构成。动车组具有良好 的气动外形，其载客速度为350km/h，最高试 验速度为404km\h。两端为司机室，正常运行 时由前端司机室操纵。两列动车组可以联挂运 行。 CRH3动车组设置一等座车一辆、二等座 车6辆和一辆带厨房的二等座车。一等车厢座 席采取2＋2布置，二等车车厢座席采取2＋3布 置，除带厨房的二等座车采用固定座椅外，其 余车型均采用了可旋转座椅，全车定员557人
二、参数计算
CRH3传动系统分析
1 绪论1.1 CRH3型动车组概述CRH3全称,China Railway High speed 3，动车组为4动4拖动力分派方式编组，采用电力牵引交流传动，由2个牵引单元组成，每个牵引单元由两动一拖构成。
动车组具有良好的气动外形，其载客速度为350kM/h，最高试验速度为404kM/h。
两列动车组可以联挂运行，自动解编。
CRH3动车组设置一等座车一辆、二等座车6辆和一辆带厨房的二等座车。
一等车厢座席采取2＋2布置，二等车车厢座席采取2＋3布置，除带厨房的二等座车采用固定座椅外，其余车型均采用了可旋转座椅，全车定员557人。
CRH3动车组为8辆编组的交流传动的电动车组，分为两个牵引单元，每个牵引单元又包括两个动力单元。
两端为带司机室控制车，列车正常运行时由前端司机室操纵。
两列动车组可以连挂在一起运行。
动车组的配置和主要部件的配置如，图1.1所示。
图1.1 CRH3动车组的配置简图CRH3动车组8辆车分为5种不同的车，即端车（头车和尾车）、变压器车、中间变流器车、餐车和一等车，从车种上可分为一等车和二等车和餐车和二等车的合造车，从动力配置上分可分为动力车和非动力车。
端车上设司机室、观光一等区和二等客室，设有电热饮水机，配有一个动力单元；变压器车设两个标准卫生间、电热饮水机和二等客室，并安装牵引变压器；中间变流器车设有两个标准卫生间、电热饮水机和二等客室，并安装牵引变流器和压缩空气单元；一等车设有设一个标准卫生间和一个残疾人卫生间、电热引水机和一等客室，在车端靠近车门处设有残疾人轮椅存放区，车下安装有辅助变流器；餐车和二等车的合造车，设有厨房、吧台、就餐区、多功能乘务员室和二等客室，车下设有辅助变流器。
动车组外形一致，车顶空调和电气设备设有导流罩，车下设有封闭的设备舱，两端设有车钩导流罩，采用流线形设计，降低空气动力学阻力和噪声,为保证动力学性能，后续列将加装车辆间橡胶风档，进一步减少空气动力1.2 CRH3型动车组技术参数（1）最大速度：380Km/h电源电压：27.5 kVAC 变2×1 550 VAC 进变流器输入（变化范围：1 085 VAC～1 922 VAC）低压电源：110 VDC 电源（变化范围：77 VDC～138 VDC）辅助电源：三相400 V AC 50 Hz 160 kVA（2）牵引与制动最大加速度：启动加速度为0.5 m/s2，0～200 km/h平均加速度0.38 m/s2最大冲动率：0.75 m/s3车轮直径：920 mm（全新）～830 mm（全磨损）减速箱传动比：2.788减速箱的机械损耗：3%（最大估计值）紧急制动气电混合制动300 km/h～200 km/h 减速度a3=0.9265 m/s2；200 km/h～80 km/h减速度a2=1.1364 m/s2；80 km/h～0 km/h 减速度a1=1.048m/s2。
CRH动车组牵引系统技术概论
CRH动车组牵引系统技术概论CRH（中国高速铁路）动车组牵引系统是指用于驱动和控制高速列车运行的动力装置和相应的控制系统。
该系统是高速列车牵引和运动控制的关键组成部分。
CRH动车组牵引系统由电机、传动装置、电控系统和辅助设备组成。
其中，电机是实现动车组牵引力的关键装置，通常采用三相异步电机或同步电机。
传动装置负责将电动机的转速和扭矩传递给车轮，通常采用齿轮传动或直接驱动方式。
电控系统则用于控制和调节电机的工作状态和输出功率，同时也监测电机和传动系统的运行状态。
辅助设备包括冷却系统、油路系统和气路系统等，用于保证牵引系统的正常运行。
1.高效能：CRH动车组牵引系统采用先进的电机和控制技术，能够提供较大的牵引力和高速运行所需的功率。
同时，系统的能量转换效率比传统的内燃机车更高，能够实现能量回收和再利用，减少能源消耗和环境污染。
2.稳定性强：CRH动车组牵引系统具有较高的控制精度和稳定性，能够实现快速启动、平稳加速和减速，并保持列车在运行过程中的稳定性和平顺性。
此外，系统还能够自动监测和保护电机和传动装置的运行状态，确保列车安全运行。
3.可靠性高：CRH动车组牵引系统采用可靠性较高的电机和控制器，具有较长的使用寿命和维修周期。
系统还具有良好的故障自诊断和容错能力，能够自动检测和诊断故障并采取相应的措施进行修复，从而提高系统的可靠性和可用性。
4.智能化：CRH动车组牵引系统采用先进的电子控制技术和通信技术，能够实现对列车运行状态的监测和调节，实现列车之间的通信和协调，提高列车的运行效率和安全性。
此外，系统还可以通过数据采集和分析，实现对列车运行和牵引系统性能的优化和改进。
总之，CRH动车组牵引系统是实现高速列车牵引和运动控制的重要技术装置，具有高效能、稳定性强、可靠性高和智能化等特点。
该系统的发展和应用有助于提高高速列车的运行速度、安全性和舒适性，推动中国高速铁路的发展。
CRH3型动车组牵引传动系统的直接转矩控制研究
余丹萍，等：ｃＲＨ３型动车组牵引传动系统的直接转矩控制研究
·６３·
型动车组，首先建立ＣＲＨ３型高速动车组牵引传动系 统的Ｍａｔｌａｂ／ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真模型，从牵引、惰行、制动等 不同工况多方面进行仿真分析，并研究ＤＴｃ在电力牵 引传动系统中的应用，这些研究对于建立ＣＲＨ３高速 动车组的负荷模型、分析机车对牵引网供电系统和电 力系统的影响具有重要意义。
一２Ｓ ｋＶ ５０ Ｈ７
图２ ＣＲＨ３型动车组牵引特性曲线
速度椰∞．ｈ。） 图３ ＣＲＨ３型动车组制动特性曲线
牵引 也机
图１ ＣＲＨ３动车组一个动力单元的基本结构
１．２四象限脉冲整流器 脉冲整流器由单相三点式ＰＷＭ变流器组成。主
电路和基波相量图如图４所示。
Ｒ●Ｍ
●
“ ｉＮ 牵引１：况 图４脉冲整流器主电路图和基波向量图
１．１ ＣＲ王１３动车组的牵引／制动特性
ＣＲＨ３型动车组在不同的速度时刻根据牵引／制
动曲线输出所需的牵引力，使动车组顺利完成牵引或 制动过程。
牵引工况时，牵引力和速度的数学关系为：
ｒＦ＝一０．２８５钟＋３００ ｛
【 ，＝３１ ５００／ｔ，
秽≤１１９ ｋⅡ／ｈ 移≥１１９ ｋｍ／ｈ
（１） 、７
再生制动时，制动力和速度的数学关系为：
图７直接转矩控制系统控制框图
２．２直接转矩控制在列车牵引中的应用 为满足机车牵引的要求，电力牵引中的转矩控制系
统在低频段采用间接转矩控制，在较高频段采用直接转 矩控制，在高频段采用磁场削弱的直接转矩控制。当电 机运行在启动以及较低频率时，由于受变流器开关器件 最小导通时间的限制，如果只通过转矩的Ｂａｎｄ—Ｂａｎｄ 控制来变换有效电压空间和零电压矢量，将不可能实现 所希望的较小的平均输出电压，并且由于定子电阻的影 响，在低速时定子磁链矢量的运行轨迹产生较为严重的 畸变。因此，在较低频率的运行区段，采用圆形磁链定 向的方式，实现转矩的间接控制。列车在额定速度及其 以下的运行范围内，通过控制电机定子磁链，以六边形 轨迹运动，在６个有效电压矢量中均匀地加入零电压矢 量，以实现对转矩的控制。当列车的速度达到额定速度 以上时，对电机实行恒功控制，电机激励电压保持恒定， 若要提高电机的转速，必然减少定子磁链的幅值，电机 弱磁运行，实现对列车速度的控制。
CRH_3高速动车组交流传动系统分析
摘要目前，沪宁、沪杭高速列车采用的CRH 3型动车组，是由中国北车集团唐山轨道客车有限责任公司引进德国西门子公司先进技术、实现国产化生产的动力分散型交流传动动车组。
动车组以ICE-3列车（西门子Velaro ）为原型车，并对其进行了必要的改进，其牵引控制为VVVF 控制方式。
关键词逆变器；IGBT ；再生制动；微处理器上海铁道科技2011年第1期CRH 3高速动车组以德国ICE-3列车改进的。
ICE 的全称是Inter City Express ，即城际快车。
该车采用的交流牵引系统，是德国西门子公司用于客运车辆（地铁、城轨）及长途客车（电传动内燃机车、电力机车）的VVVF 交流传动系统，主要有三部分：(1)SIBAS 32system 牵引电子控制单元。
使用32位微处理器的西门子Bahn Automatisierungs 系统，进行列车牵引和电力传动中调制和逻辑控制功能。
也包含了整个车辆控制单元的信息处理。
同时集成了车辆诊断系统和提供调试和维护帮助的系统。
满足IEC 60571与EN 50155的标准要求，并符合EN 50121－3－2中规定的电磁兼容条件。
(2)四象限斩波器进行整流与反馈和IGBT 组成电压型脉宽调制三相桥式逆变器。
(3)560kW 自通风三相鼠笼式牵引电机。
1列车牵引特性综述1.1概述列车编组：8车EC08-TC07-IC06-FC05-BC04-IC03-TC02-EC0816车2列8车联挂EC ：带驾驶室牵引逆变器的动车TC ：带变压器和单辅助逆变器的拖车IC ：带牵引逆变器的动车BC ：带餐厅双辅助逆变器的拖车FC ：带头等座和双辅助逆变器的拖车1.2列车工作情况最大速度：380km/h电源电压：27.5kVAC 变2×1550VAC 进变流器输入（变化范围：1085VAC ～1922VAC ）辅助电源：三相400V AC 50Hz 160kVA低压电源：110VDC 电源（变化范围：77VDC ～138VDC ）1.3牵引与制动最大加速度：启动加速度为0.5m/s 2，0～200km/h 平均加速度0.38m/s 2最大冲动率：0.75m/s 3车轮直径：920mm （全新）～830mm （全磨损）减速箱传动比：2.788/1减速箱的机械损耗：3%（最大估计值）紧急制动：气电混合制动300km/h ～200km/h 减速度a3=0.9265m/s 2；200km/h ～80km/h制动力a2=1.1364m/s 2；80km/h ～0km/h 制动力a1=1.048m/s 2。
论复兴号标准动车组异步电机直接转矩控制分析
论复兴号标准动车组异步电机直接转矩控制分析摘要：在交流传动技术飞速发展的今天，我们已经看到，城市轨道交通如地铁和铁路运输高速干线机车已经有了较大的发展，而其中高性能的机车控制技术的突破是发展的关键，复兴号标准动车组就是以直接转矩控制的。
以转矩为优化控制目标，确定若干个可行的电压矢量及其作用时间;再按磁链幅值误差最小原则筛选出最优的电压矢量。
该方法的实现算法简单，不但使转矩控制更为准确，而且磁链幅值的波动也大幅减小，电流波形明显改善。
仿真和试验结果均验证了新提出控制策略。
关键词：异步电机；直接转矩控制；预测控制；异步电机是我国高速动车组从以前的引进消化、再创新的和谐号动车组，到目前领跑的复兴号动车组经过10多年的努力和追赶我们的技术不断的变更，变流器的控制方式随着大功率器件的成熟应用，异步电机的控制策略也经历了矢量控制到直接转矩控制，直接转矩控制独立控制扭矩电流及励磁电流来达到扭矩控制高精度化、扭矩相应高速化，提高电流的控制性能。
一、基于直接转矩预测控制1、转矩与磁链的预测。
根据电机在α-β定子坐标系下的状态方程，可以得到在第k个采样时刻电磁转矩Tek以及定子磁链珔ψsk对时间的变化，在一个采样周期tsp内，当某个电压矢量usk作用在电机上时，可认为转矩对时间的变化率保持不变，其大小与该时刻的磁链、电流及转速相关，由此可预测第k+1个采样时刻转矩的公式：转矩预测控制算法根据当前控制周期的状态量，利用式预测下一周期结束时的转矩和磁链，计算输出的最优电压矢量。
当前磁链、转矩和转速由观测器观测得到，磁链及转速的观测精度对预测控制算法性能影响很大，而实际电机状态的观测往往受到测量噪声以及一些系统参数变化的影响，简单的开环模型性能难以达到要求。
在使用5阶EKF观测器同时对电机的定子磁链和转速进行观测，对噪声和参数变化有较好鲁棒性，提高了预测控制的精度。
在离散控制中，本周期计算的电压在下一周期才能作用，造成了一定的延迟效应。