CRH2型动车组牵引系统电机控制策略的研究.

高速动车组通常采用感应电机作为牵引电机, 因为感应电机具有转速高、转动惯量小, 机械结构坚固耐用、牵引特性良好等优点。与普通电机驱动方式不同, 高速动车组电机牵引具有一些特点: 电机启动转矩和电流较大, 加速起始阶段电机处于过励磁状态, 充分利用电机设计所允许的磁饱和范围和电流的短时过载能力, 以获得较大的加速度, 使车辆在较短的时间内达到给定速度。电机速度与电压逐渐协调升高, 当达到变流器母线电压限制后,采取弱磁控制,以减小电机的反电势(主要是动生电动势, 以满足力矩电流需求。

以CRH2型动车组为例,该型动车4动4拖编组包含两个牵引单元,分别由一套受电弓、一台变压器、一套高压电路设备以及两台Ac 一Dc 一Ac 四象限变流器组成,每台变流器同时驱动4 台电机, 全车共有16 台牵引电机,电机额定电压2 000V、电流106 A 、输出功率3000 kW 、额定转速4140 r/ 而n , 额定工作点车辆速度约为210kM/h。

CRH2动车组电机采用间接转子磁场定向控制,控制系统根据牵引模式(牵引力矩给定/ 恒速运行与车辆的运行速度, 分别确定电机牵引扭矩和励磁给定, 计算得到电流、电压给定向量, 经过磁场定向坐标变换实现电流闭环控制, 并进行电压矢量前馈补偿控制。控制系统除具有磁场角度计算、电流、电压旋转坐标转换等磁场定向控制基本功能外, 还包括转子温升补偿功能以及抑制直流母线二次谐波波动的beat-less控制功能。本文详细介绍牵引控制的基本原理与各模块的工作原理和作用。