交流传动电力机车的调速控制方法研究

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30t轴重交流传动货运电力机车关键技术参数研究

30t轴重交流传动货运电力机车关键技术参数研究
道。
目前 , 该项 目已经 通 过 国家 发 改 委 批 准 , 正 在 积 极
大 黏着 力 限制 , 对 于 机 车轴 重 、 轴式、 功率、 速 度 如 何 优 化 匹配 、 机 车关 键 参 数 如何 选 择 、 以满 足 机 车 最 优 性 能
是 本文 的探 讨研 究关 键 。 1 机 车运 用线 路情 况 1 . 1 新修 建 山西 中南部 铁 路通道
阴) , 长度约 6 O ~7 0 k m; 最大上坡道 为 6 ‰( 汤 阴一 日 照) , 长度约 4 O ~5 0 k m; 最小 曲线 半径 一般 1 2 0 0 m, 困
第3 3卷 增 刊 2 0 1 3年 1 2月
铁 道 机 车 车 辆
RAI LW AY LOCOM OTI VE 8 L CAR 来自Vo1 .3 3 S upp l
De c . 2Ol 3
文章编 号 : 1 0 0 8 —7 8 4 2( 2 0 1 3 )S 2 —0 0 0 1 —0 3
3 0 t 轴 重 交流传 动货 运 电力机 车 关键 技 术参 数研 究
赵 明元 ,申瑞 源。 , 周 浩 , 杨 俊杰 ,武学 良 ( 1 中国北 车集 团 大 同电力机 车 有 限责任 公 司 技 术 中心 , 山西大 同 0 3 7 0 3 8 ; 2 中国铁 路 总公 司 运 输局 机务 部 , 北京 1 0 0 8 4 4 )
据 车辆 系统 和工务 系统 的论证 结 论认 为 , 我 国 既有 通用线路 能够 开行 2 5 t 轴 重列 车, 大 秦 线 具 备 开 行
2 7 . 5 t 轴重列 车运 行 的条件 。通 过对 既有 线 1 的桥 梁
路 执行 的 主要技 术 标 准 为 国铁 工级 、 双线电气化、 设 计 轴重 3 0 t , 设计速度 1 2 0 k m/ h , 设 计 年 运 能 力 2亿 t /

列车电力传动与控制 课后习题参考答案

列车电力传动与控制 课后习题参考答案

第一章1.试述交-直流传动电力机车的主要缺陷及评价标准。

答:交-直流传动电力机车的主要缺陷是功率因数偏低,谐波电流偏大,对电网与广播通信系统产生不利影响。

评价标准:采用功率因数PF和谐波干扰电流作为评价标准2.简述功率因数的概念,提高交-直流传动电力机车功率因数的主要措施。

答:在交流电路中,电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数,用符号cosΦ表示,在数值上,功率因数是有功功率和视在功率的比值,即cosΦ=P/S.提高功率因数的主要措施:(1)选择合适的整流调压电路(2)采用功率因数补偿电路3.试述交-直流传动电力机车的调速方法及相互关系答:交-直流传动电力机车的调速是通过调节直流(脉流)牵引电动机的转速来实现的,直流牵引电动机的调速主要有两种(1)改变电枢电压调速(2)磁场削弱调速相互关系:在交-直流传动电力机车中只有当调压资源用尽后才能开始实施磁场削弱调速4.分析三段不等分半控桥电路的调压过程及输出关系、波形。

答:调压过程:升压调压过程第一段:普通半控桥(大桥)首先工作,VT1、VT2触发导通,调节α1进行移相控制,直至其全开放,输出电压由零均匀地调至额定输出电压的一半。

此阶段中抽式半控桥(小桥1、2)始终被封锁,α2=α3=π,由VD3、VD4提供续流通路。

第二段:保持普通半控桥VT1、VT2的全导通状态,α1=0,中抽式半控桥中小桥1投入工作,小桥2仍然被封锁,触发VT3、VT4使其导通,调节α2进行移相控制,输出电压在1/2U d基础上递增。

当VT3、VT4全开放时,α2=0,输出电压达到额定输出电压的3/4第三段:保持普通半控桥、小桥1处于全开放状态,小桥2投入工作,触发VT5、VT6导通,调节α3进行移相控制,输出电压将在3/4基础上递增。

当VT5、VT6全开放时,输出电压达到额定值。

至此,升高电压的调节过程全部结束。

降压顺序控制过程与上述升压控制过程相反。

输出关系:第一段大桥:0≤α1<π,α2=α3=πU d=U d1=1/4U d0(1+cosα1) 0≤U d≤1/2U d0第二段大桥1:0≤α2<π,α1=0,α3=πU d2=1/8U d0(1+cosα2)U d=U d1+U d2=1/8U d0(5+cosα2), 1/2U d0<U d≤3/4U d0第三段大桥2:0≤α3<π,α1=α2=0U d3=1/8U d0(1+cosα3)U d=U d1+U d2+ U d3=1/8U d0(7+cosα3), 3/4U d0<U d≤U d0输出波形:5.试述交-直流传动电力机车主电路的选择原则原则:1.若需要进行再生制动,整流电路必须采用全控桥式;若需要电阻制动,可选用半控桥式;2.客用机车采用无级磁削方式,货运机车采用有级磁削方式,一般为3级。

浅析电力机车调速

浅析电力机车调速

电力机车调速电力机车调速电力机车调速电力机车牵引列车运行中,依照运行条件对机车的运行速度进行操纵和调节的技术.电力机车调速的目的是充分发挥机车的功率,提高运抽能力,完成运输任务。

列车在线路上由于线路状态、坡度、曲线和牵引重量不同,及遇有临时线路施工、进出站等需要急行或停车的情况,速度变化范围较大,要求电力机车具备良好的调速性能,以满足运行需要。

对调速的差不多要求:①在调速过程中不能中断主电路供电,由一个速度级转换到另一速度级应平稳过渡,幸免牵引力突变引起列车冲动。

②不因调速引起倾外能量损耗。

③调速方法应力求简便、可靠。

调速原理电力机车调速实质是牵引电动机(电力机车电机电器)的调速问题。

电力机车是以牵引电动机通过齿轮等传动装置驱动机车运行的。

电力机车中应用较多的是直流串励电动机(见直流电动机),这种电动机有调速简单,调节范围广,起动力矩大等优点。

直流串励电动机的转速公式为 U.一I.R. C巾,r/min 式中U.为牵引电动机端电压,V;1.为电枢电流,A;凡为牵引电动机电路中总电阻,n;巾为励磁磁通,Wb, c.为电动机结构常数。

从公式可知,改变U.、凡以及巾,均可改变电动机的转速,达到调速目的。

分类电力机车的调速分为直流电力机车调速、交流电力机车调速、交流一直流一交流传动系统变频调速。

直流电力机车调速又可分为变阻调速、变压调速、变磁调速(磁场削弱〕、斩波调速。

前三种为有级调速,最后一种为无级平滑调速。

变阻调速:其差不多工作原理是改变串接在牵引电动机电路中的电阻值以调节机车的速度. 按运行要求,改变可调电阻R的数值,即可改变牵引电动机的端电压,从而使机车的速度变化。

变阻调速的值再进一步提速,可充分发挥高速运行时牵引电动机的功率。

现在通过采纳主极绕组上并联分路电阻(R、与 RZ并联)来减少牵引电动机主极磁通必(一般称为磁场削弱),从而使电机电流一部分流经分路电阻,减少励磁电流,即相应减少磁通。

这种调速方法简单、方便.利用改变分路电阻值的方法,即可得到几个不同的磁场削弱强度.斩波调速:在直流接触网电压电源与直流牵引电动机之间接人可控晶闸管直流斩波器,通过调节可控晶闸管每一周期内导通时刻(即改变导通比),能够改变牵引电动机的端电压,从而调节机车的运行速度. 这种斩波调速方法,不仅损耗小而且能够无级平滑调速。

电力机车的传动控制技术

电力机车的传动控制技术

摘要:近年来, 为了适应“提速、重载”的要求, 功率大、性能技术先进的新型国产内燃、电力机车的投人运用, 成为我国铁路运输的主要牵引动力。

自1995年以来, 我国铁路机车迅速更新换代, 不仅蒸汽机车迅速退出历史舞台, 而且国产第一代内燃机车和第二代内燃机车的早期产品也批量报废, 国产第一代电力机车早期产品已开始批量报废, 第二代国产电力机车正通过大修改造为第三代相控电力机车。

近年来, 大批量生产的是适应“提速、重载”的第三代内燃、电力机车, 并在积极研制第四代新型内燃、电力机车。

本文简要介绍了机车电力传动形式的转变历程,回顾了交流传动的发展历史,揭示出电力电子技术与电传动技术的密切关系,重点阐述了我国电力牵引技术的发展与现状,并展望了以交流传动技术为方向的我国铁路机车车辆装备制造业的发展前景。

关键词:电力机车传动,控制技术,发展与现状。

目录1.电力传动形式的转变 (3)2.交流传动技术 (3)2.1 交流传动技术的发展 (3)2.2交流传动技术的原理简介 (5)3.我国机车电传动技术的发展 (6)3.1 第一代电力机车控制技术 (6)3.2 第二代电力机车控制技术 (7)3.3 第三代电力机车控制技术 (8)4.展望 (10)参考文献: (11)1.电力传动形式的转变从很早的年代开始,人们就一直努力探索机车牵引动力系统的电传动技术。

1879年的世界第一台电力机车和1881年的第一台城市电车都在尝试直流供电牵引方式。

1891年西门子试验了三相交流直接供电、绕线式转子异步电动机牵引的机车, 1917年德国又试制了采用“劈相机”将单相交流供电进行旋转、变换为三相交流电的试验车。

这些技术探索终因系统庞大、能量转换效率低、电能转换为机械能的转换能量小等因素,未能成为牵引动力的适用模式。

1955年,水银整流器机车问世,标志着牵引动力电传动技术实用化的开始。

1957年,硅可控整流器( 即普通晶闸管) 的发明, 标志着电力牵引跨入了电力电子时代。

交流电动机调速方法

交流电动机调速方法

交流电动机调速方法
交流电动机调速方法有多种,以下是常见的几种方法:
1. 变频调速:通过调节电动机供电频率,改变电动机转速来实现调速。

变频器可以根据负载情况和工艺要求,自动调整输出频率,从而控制电动机的转速。

2. 阻抗调速:通过改变电动机回路的阻抗,来改变电动机的转速。

常用的方法有电阻调速、自耦变压器调速和感性电压调速等。

3. 矢量控制:利用矢量控制技术,通过改变电动机的电流和电压矢量,来实现对电动机转速的控制。

矢量控制可以实现高精度、高动态性能的调速效果。

4. 直接转矩控制:通过测量电动机的转子位置和转子电流,直接计算出电机的转矩,从而实现对电机转速的控制。

直接转矩控制具有响应速度快、控制精度高的特点。

5. 恒定电压调速:在给电动机供电时保持恒定的电压,通过改变电动机的绕组电阻或连接不同的绕组,来改变电动机的转速。

选择适合的调速方法需要考虑到具体的应用场景、负载要求和经济效益等因素。

在实际应用中,可以根据需要采用单一的调速方法,也可以结合多种调速方法进行组合使用,以达到更好的调速效果。

交流传动电力机车直接转矩控制策略实现

交流传动电力机车直接转矩控制策略实现

摘 要 : 接 转 矩 控 制 ( T 是 目前 应 用 于 交 流 传 动 电力 机 车 异 步 牵 引 电机 的 控 制 策 略 。 此 详 细 介 绍 了 异 步 牵 直 D C) 在 引 电 机 在 机 车 基 速 范 围 内 . T 的 实 现 方 式 . 通 过 Mal /i uik 搭 建 了 仿 真 模 型 , 最 后 在 基 于 DC t b Sm l a n
Vo. 6,N .0 1 4 o1
Oco r201 t be 2
对 于定子磁链幅值 , 设当前量 为 I I因此希 ,
由于上下两 种控制 方式在 结构 上差 异 巨大 ,
望 在 结束 时 , 子磁链 幅值 为 I I1 , 定 ( 最 在 选 择 切 换 时可 能 会 带 来 诸 如 转 矩 脉 动 等 不 利 影 后 可确 定预 测 的 = l1 e 1 ( j 啦 ) 么 响 .但 经 过 仿 真 和 实 验 发 现 保 持 一 定 的 采 样 率 和 ( , 那
上 升 至 安 全 上 限 , 续 减 小 载 波 比 , 低 . 形 成 继 拉 ,
了分段 同步 ( , 3 调 制 过 渡 。实 际工 作 . 电机 转 速 影 响很 大 ,只 有 受
在 转换 点 附近 , 得 以充分 利 用 ,而 只 有 一 直 让 才 逆变 器 工 作在 安全 上 限附近 , 能在 保 证期 间安 全 才
( b i tm bl Ids yIsi t,S i n 4 2 0 ,C ia Hu e Auo o i n ut ntu e r t e hy 4 0 2 hn ) a
Abtat D rc tru o t l D C) i ue n eetclcm t en W T e p n il o eD C ad i okn src : i t oq ecnr ( T e o s sd i lc oo o v O .h r c e ft T n t w rig i r i i p h s

(完整)高铁HSR调速系统分析

(完整)高铁HSR调速系统分析

燕山大学《交流传动调速系统》方案设计报告项目名称:高铁HSR调速系统分析组别:应电2班2组成员:孙春禄、孟令军、王棋、肖宇、修圣虎、张宸玮、朱弘毅指导教师:肖莹完成日期:2016年9月25日项目分工及评分项目名称高铁HSR调速系统分析指导教师肖莹项目实施时间2016年秋季学期第 5-6 周小组成员学号任务分工孙春禄130103030072资料搜集与讨论、总体系统方案设计、项目研究报告撰写、方案讨论主讲孟令军130103030078资料搜集与讨论、总体系统方案设计、汇报PPT制作王棋130103030067资料搜与集讨论、总体系统方案设计、汇报PPT制作肖宇130103030058资料搜集与讨论、参与总体系统方案设计、汇报PPT制作修圣虎130103030065资料搜集与讨论、参与总体系统方案设计、报告协助编写张宸玮130103030090资料搜集与讨论、参与总体系统方案设计、报告协助编写朱弘毅130103030056资料搜集与讨论、参与总体系统方案设计、报告协助编写本课程研究的项目为《高铁HSR调速系统分析》,基于项目要求,本文介绍了动车组牵引传动系统的发展、组成及控制策略,重点分析了转差频率控制、磁场定向控制和直接转矩控制三种控制策略,详细列出各种控制策略的特点。

对调速系统中电压空间矢量PWM(SVPWM)控制技术以及基于转子磁场定向的矢量控制这两种关键技术进行了详细的讨论与分析,对高铁HSR调速系统有了一个较为全面的认知与了解。

关键词:牵引传动系统、SVPWM、矢量控制第一章绪论 (5)1.1引言 (5)1.2动车组牵引技术的发展 (5)1.2.1电力电子器件的发展 (5)1.2.2交流传动的发展 (6)1.3动车组牵引传动系统概述 (7)1.3.1动车组传动系统组成 (7)1.3.2动车组牵引传动系统控制策略 (8)第二章调速系统关键技术讨论 (10)2.1电压空间矢量PWM(SVPWM)控制技术 (10)2.1.1两电平逆变器主电路 (10)2.1.2三电平逆变器主电路 (12)2.2牵引电机矢量控制系统 (13)2.2.1交流异步电动机的多变量非线性数学模型 (13)2.2.2基于转子磁场定向的矢量控制系统实现 (17)第三章总结与分析 (18)第一章绪论1.1引言高速铁路提供了一种新型的快速、便捷、安全、舒适的运输方式,作为一项现代化综合技术,它反映了国家的技术发展水平,其对经济发展及社会进步的推动作用得到了世界各国的公认。

交流电机变频调速系统毕业论文

交流电机变频调速系统毕业论文

摘要本文首先在对该系统的整体结构、控制方案和各部分功能实现的方法进行了详细分析,并设计出该系统的硬件电路。

其中硬件电路包括主电路和控制电路,在控制电路中以ARM(LPC2148)控制器为核心,通过键盘的给定频率并由LPC2148控制智能模块SA4828产生可调频率的SPWM方波,并通过SPWM控制技术对交流电机实现恒压频比控制,并用数码管对当前频率进行实时显示。

主电路包括整流、滤波和逆变电路。

为了三相交流异步电动机的可靠性,还设计了软启动电路、过欠压、过热、过流保护电路。

使设计的可靠性得到了提高。

在软件设计中,采用通用的模块化设计方式,编写了三相交流异步电动机调速程序,并且使用C语言进行程序,在 ADS(ARM Developer Suite)开发环境下编译、、运行通过。

论文的创新点在于将ARM嵌入式微处理器作为控制核心结构简单、可靠易行。

相对于传统交流调速,该系统采用全数字式控制方式,极提高了系统的实时性能。

关键词:ARM 变频调速智能功率模块恒压频比控制 SPWMAbstractIn this paper,first The whole structure and control scheme of the system, realization methods for all Parts have been analyzed in detail, then, the feasibility of design is demonstrated, and hardware circuit is designed. The system hardware circuit is composed of the power circuit and control circuit ,the control circuit uses LPC2148 as its core,the frequency is given with keyset , the LPC2148 control intelligent module SA4824 ,and can generate a variable SPWM wave, this system use SPWM Technology to realize constant U/f Control of AC motor, and displays frequency at present with LEDThe Power circuit includes rectification,filtering and inverter. In order to improve reliability of three Phase AC asynchronous motor, the paper also designed soft start circuit and other protect circuits such as the undervoltage and overvoltage, the too overheated and the output flow. So that the reliability of the design has been enhanced.Software is designed the process ,the speed-adjusted program of three Phase AC asynchronous motor control system has been Written with C language,compiled, linked and run in ADS(ARM Developer Suite) environment successfully .The innovation of this paper consists in its simplicity and reliability using ARM embedded microprocessor as the kernel .Relative to traditional Variable speed ,this system adopts digital control, and promotes the performance and anti-jammingKeywords ARM, variable frequency variable speed,U/f control method,SPWM目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1电机调速发展现况和趋势 (1)1.2电力电子技术的发展现况和趋势 (2)1.3国外交流调速现状 (3)1.3.1国外现状 (3)1.3.2国现状 (3)1.4本论文的研究容 (4)第2章主电路设计 (6)2.1 主电路原理图 (6)2.2 输入整流滤波电路的设计 (7)2.2.1 EMI滤波电路 (7)2.2.2 输入整流电路 (7)2.2.3 输入滤波电容容量的计算 (8)2.2.4电源指示灯 (10)2.3逆变电路的设计 (10)2.3.1 主功率管IGBT的容量计算 (10)2.3.2续流电路 (11)2.3.3吸收电路 (11)2.3.4制动电阻 (12)第3章控制电路设计 (14)3.1控制原理图 (14)3.2 ARM的最小系统设计 (15)3.2.1微控制器LPC2148 (15)3.2.2时钟和复位系统 (15)3.3显示电路 (18)3.3.1数码管控制芯片 MAX1279 (19)3.4三相SPWM控制器SA4828 (20)3.4.1 寄存器软件设计 (20)3.5按键、指示灯和报警 (23)3.5.1按键 (23)3.5.2指示灯 (23)第4章 IGBT驱动电路设计 (25)4.1驱动电路原理图 (25)4.1.1驱动电路M57962L (25)第5章保护电路设计 (27)5.1 保护电路概述 (27)5.2 输入过欠压保护电路的设计 (27)5.3限流启动电路 (29)5.3.1采样电路 (29)5.3.2限流电路中晶闸管的驱动电路 (30)5.4过电流保护电路 (30)5.5IGBT的过热保护设计 (31)第6章辅助电源设计 (33)第7章变频调速系统的软件设计 (34)结论 (37)致 (38)参考文献 (39)附录1 (41)附录2 (45)附录3 (51)第1章绪论1.1电机调速发展现况和趋势电机调速是电力电子技术应用的最大领域之一,具有极大的吸引力,同时也具有较强的挑战性。

交—直—交电力机车调速系统控制方法研究

交—直—交电力机车调速系统控制方法研究
维普资讯 httpLeabharlann //第 6卷 第 2 期
20 0 2年 6月
电 机 与 控 制 学 报
ELECTRI C M ACHI NES AND CONTROL
VO1 6 N O. . 2 J une 20 02
父 一 直 一 交 电力机 车调速 系统控 制方 法 研 究
的运 行 性 能 。 合 电力 牵 引调速 系统 的特 点 , 绍 了牵 引 电机 在 低速 、 结 介 高速 以及 弱磁 条 件 下 的 控 制 方
法, 合 定 子磁 链 定 向理 论提 出 了电机 在低 速 下 的转 差 计 算模 型 , 结 并进 行 了仿 真研 究 , 真 结 果 表 明 仿
所 用 方 法 的有 效 性 。 关键 词 : 电力机 车 ;运 行 性 能 ;磁链 定 向 ; 牵 引 电机
中 图 分 类 号 : M 33 1 T 4. 2 2 文献标识码: A 文 章 编 号 :0 7 4 9 2 0 )2 0 0 — 3 10 — 4 X(0 20 — 15 0
- ..
土 一 .
宋 昌林 , 李 治
( 南 交 通 大 学 电气 工 程 学 院 , 川 成 都 西 四 603 ) 10 1

要 : 一 直 一 交 电力机车 相对 于直 流机 车 有 着 更优越 的运 行 性 能 , 其 开 发 却 是 一 个 慢 长 的 过 交 但
程 , 因是 异 步 电机 的控 制 系统 比较 复杂 , 发难 度 大 , 原 开 并且 电机 的控 制 方 法 会直接 影 响 到 整 个 机 车

弱 磁条 件 下 的 直 接 转 矩 控 制 方 法 , 在 自主 开 发 的 并 分散 动 力 型 机 动 车 仿 真 系 统 中 , 牵 引 电机 的 控 制 对 方 法进 行 了仿 真 研 究 出了 部分 仿 真 结 果 。 给

电力机车控制第一章 电力机车速度调节

电力机车控制第一章  电力机车速度调节

第五节 电力机车功率因数的改善
第六节 交流传动电力机车的调速
一、交-直-交型电力机车调速方法
1.改变电动机定子极对数
2.改变转差率 3.改变电源频率 (1)恒磁通控制。 (2)恒功率控制。
第六节 交流传动电力机车的调速
二、交-交型电力机车调速方法
交-交型电力机车采用三相同步牵引电动机,其调速方法和直 流电动机的调速原理相似,只要改变同步电动机的端电全控桥式整流电路
第四节 相控调压
二、单相半控桥式整流电路 三、整流电压(电流)的脉动
第四节 相控调压
四、机车功率因数
第五节 电力机车功率因数的改善
一、评价相控调压的两个指标
二、提高机车功率因数的方法
1.多段桥顺序控制 2.功率因数补偿器
第五节 电力机车功率因数的改善
二、交-直型电力机车调速方法
根据公式(1.2)可知交-直型电力机车的调速方案应有下列几种: 1.改变牵引电动机电枢回路电阻
2.改变牵引电动机的端电压
3.改变磁通量
第三节 励磁调节
一、磁场削弱系数 二、磁场削弱方法
1.电阻分路法 2.晶闸管分路法
三、磁场削弱的应用
第三节 励磁调节
第三节 励磁调节

机车调速是指人为地改变牵引电动机的工作参数使其速度发 生变化的运行过程,它有别于因外部扰动(网压变化、线路纵断
面变化等)引起的转速变化。
一、机车的运行状态 二、电力机车调速的本质 三、电力机车调速的基本要求
第二节 直流传动电力机车的调速
一、直流传动电力机车速度表达式
第二节 直流传动电力机车的调速
第一章
电力机车速度调节
(1)了解整流电流脉动对牵引电动机的影响及其减小措施。

交流传动电力机车的调速控制方法研究

交流传动电力机车的调速控制方法研究

交流传动电力机车的调速控制方法研究朱亚男【摘要】针对交流传动电力机车调速受多种耦合因素影响比较困难的问题,通过系统地分析和介绍目前实用的交流调速系统控制方法,包括:转差频率控制、矢量控制和直接转矩控制,结合交流电力机车调速的实际情况,得出矢量控制和直接转矩控制方法较转差频率控制方法更适用于交流电力机车调速,而矢量控制方法在低速高开关频率区的性能则比直接转矩控制方法更加优越.以上结论对于进一步理解交流电力机车调速控制方法有着重要作用.%In order to solve the difficulty that caused by various coupling factors of the AC drive electric locomotive speed control, this thesis system analysis and presentation of the practical AC speed regulation control method, including: slip frequency control, vector control and direct torque control. Consider with the actual situation of the AC locomotive speed control , analysis of the control mode suitable for AC locomotives: The vector control and the direct torque control method are superior to the slip frequency control method, and the performance of vector control method in low speed and high switching frequency region is more advantageous than the direct torque control method. It is very important for further understanding of AC electric locomotive speed control method.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2017(025)014【总页数】5页(P152-155,161)【关键词】交流调速;转差频率控制;矢量控制;直接转矩控制【作者】朱亚男【作者单位】西安铁路职业技术学院牵引动力系,陕西西安 710014【正文语种】中文【中图分类】TN710交流传动电力机车调速的实质是对三相异步电动机调速,而异步电动机和直流电动机不同,它只有一个供电回路——定子绕组,致使其速度控制比较困难,不能像直流电动机那样通过控制电枢电压或控制励磁电流均可方便地控制电动机的转速,交流异步电动机的控制量只有定子电流,而定子电流的变化,不仅影响输出转矩,而且也会使气隙磁链发生变化[1-2]。

HXD3D型交流传动快速客运电力机车微机控制系统分析和主变压器

HXD3D型交流传动快速客运电力机车微机控制系统分析和主变压器
PUZ处理器单元,包括CPU、软件以及与显示屏通讯的接口; DET检测模块,检测主控制系统是否存在故障,以便在主系统发生故障时立即 进行主辅系统的切换; SIF串行通讯接口,完成TCMS与两个主变流器和辅助变流器之间的通讯,以及 TCMS与列车供电柜、DC110V电源装置、机车远程控制系统CMD和制动系统之间的通 讯; DI数字量输入模块,将接收到的各种开关信号处理后传送给处理器单元; AUX辅助模块,具有数字量输出、模拟量输入及脉冲量输入的功能,实现对各 辅助继电器的控制及特殊信号的输入功能; MDM重联控制模块,将本车的信息通过Ethernet传往他车,并将收到的他车信 息传送给处理器单元,实现机车的重联功能。
显示界面 显示部分设计的原则是以HXD3B机车的显示画面为基础,融合
HXD3C机车现有的显示习惯,力求显示简洁、明了醒目。 画面的上部为各项功能选择的触摸键,系统能够根据不同的工况
和选择,显示不同的功能键,包含操作/维护、列车信息、控制、空气 制动系统、过程数据、数据输入、维护测试、事件履历等;中间区域 为主信息显示区,根据不同的工况、按键的选择,将显示牵引/制动的 有关参数、机器的状态、开关信息,还包含时间、机车重联状态、机 车速度、司控器级位等信息;底部为信息提示区,左侧显示故障内容, 右侧显示机车状态信息包含机车运行方向、受电弓状态、主断路器状 态、无人警惕状态、过分相状态、撒砂状态、空转/滑行状态、空气防 滑行保护状态、制动状态等,同时具有故障导向信息的提示。通过显 示屏亦可显示出机车重联与否以及重联机车的故障信息。
机车控制系统主要功能:
—顺序逻辑控制:如升、降受电弓,分、合主断路器,机车的换向、牵引、制动,辅助 电动机的逻辑控制,机车库内动车逻辑控制,主辅变流器库内试验逻辑控制等; —机车特性控制:采用恒牵引力/制动力+准恒速特性控制,实现对机车的控制要求; —定速控制:根据机车运行速度,可以实现牵引工况下机车恒定速度控制。 —辅助电动机的控制:除空气压缩机外,机车各辅助电动机根据机车准备情况,在外部 条件具备的前提下,由TCMS发出指令,与辅助变流器同时启动、运行。空气压缩机则根 据总风缸压力情况,通过控制接触器的分合来实现控制; —CCB-Ⅱ制动系统的电空网络控制; —机车粘着控制:包括防空转、防滑行控制、轴重转移补偿控制; —故障诊断、显示与保护:通过设在司机室的微机屏显示机车正常运行的状态信息,如: 网压、原边电流、机车工况、级位、机车牵引力、机车速度等;设备的工作状态,如: 主变流器、辅助变流器的状态等;开关状态,如:主断路器、辅助接触器、各种故障转 换开关的状态;还能够实时显示机车发生的故障信息,发生故障的设备、故障处理的方 法等,并记录故障发生时的有关数据; —机车重联控制:可以实施同型号的2台机车重联。

HXD3型电力机车TCMS系统功能介绍

HXD3型电力机车TCMS系统功能介绍

HXD3型电力机车TCMS系统功能介绍摘要:HXD3型电力机车是大功率交流传动电力机车,在铁路货运中担当着重要的牵引任务。

HXD3型作为交流传动的电力机车,在电气控制方面,需要通过变压和变频的方式来调节三相异步牵引电动机的转速,从而调节机车速度。

TCMS系统(微机控制监视系统)是整个机车的控制核心,其主要任务是根据司机指令完成对主变流器及异步电动机的实时控制、辅助变流器的实时控制、牵引/制动特性控制、传动系统的时序逻辑控制,显示机车运行状态,具备完整的故障保护、故障记忆及显示功能,并具有一定程度上的故障自排除、自动切换和故障处理指导功能。

本文将简单介绍TCMS系统在机车上的主要功能。

关键词:HXD3 TCMS系统功能机车控制监视系统(简称TCMS)简单讲就是一台“电脑”,由一个主机和两个显示器构成。

主机连接着司机控制器等“下达命令”的设备和主变流器等“接收命令”的设备,TCMS会根据接收到的信号进行判断、分析和计算,然后发出相应的指令对机车主要设备进行控制。

两个显示器分别安装在机车两端的司机室里,用来显示机车的运行状态和故障信息等,当机车发生某些故障时,司机也可在触摸屏上进行相关的隔离操作。

另外TCMS系统还具有完整的故障保护和一定程度的故障自处理的功能。

概括来说,TCMS系统的功能主要有三个方面:控制功能、显示功能和故障保护及处理功能。

一、控制功能1、对主变流器及异步电动机的实时控制接触网提供的是25KV的单相50HZ交流电,经过降压之后仍然为单相交流电,而机车牵引电动机采用的是三相异步电动机,需要三相交流电源,所以主变流器一方面把单相交流电变换为三相交流电,另一方面通过调节输出电源的电压和频率来控制牵引电动机的转速,从而控制机车速度。

此时的控制流程为:司机操作指令—TCMS—主变流器—牵引电动机,比如司机要控制机车牵引运行:将司机控制器主手柄推至牵引区某一级位,TCMS系统接收到主手柄位置信号,会根据牵引和制动特性进行分析、计算,得出牵引电动机所需牵引力,TCMS系统与主变流器不断地进行数据传递,使其输出相应的电压和频率,从而控制牵引电动机的转速。

电力机车平稳性控制和操作优化策略研究

电力机车平稳性控制和操作优化策略研究

电力机车平稳性控制和操作优化策略研究摘要:牵引/电制力的突变是引起列车纵向冲动的主要原因之一,为了最大限度降低列车的纵向冲动,针对牵引/电制力的加/减载率结合司机操作牵引手柄习惯进行研究,提出既有交流传动电力机车平稳性控制和操作的优化策略,提高机车平稳性和乘客的舒适度体验。

关键词:电力机车;平稳性控制策略;牵引/电制力;加/减载率随着国内高铁动车组的普及,乘客在体验高铁动车组后,对其平稳性做出了一致好评,而既有交流传动普速列车的平稳性控制,则一直是电力机车制造企业面对的难题,一直在不断地进行探索和优化。

列车在线路上运行时,其纵向作用力始终处于一个动态变化的过程。

一般情况下,纵向作用力的变化是比较平缓的,但当列车受到其他因素的诱导时,该变化可能会变得比较激烈,即引起纵向冲动。

引起纵向冲动的因素主要包括:(1)牵引/电制力的加/减载率过大,导致牵引/电制力的变化比较剧烈;(2)空气制动力和电制动力的配合不好,切换过程中力变化较大;(3)司机操纵驾驶过程中,手柄级位变化范围较大;(4)线路阻力因素,遇坡道及弯道时,速度变化较大;(5)列车发生空转和滑行,导致牵引/电制力发挥较差,速度变化较大;(6)车钩间隙较大,列车速度变化过程中车钩间产生振动;(7)坡道过分相等其他因素。

1平稳性控制策略优化列车牵引/电制力的变化为线性变化,其斜率用牵引/电制力的加减载率来表述。

加减载率大,表示牵引/电制力的变化快,可使列车快速达到目标设定速度或者目标设定力矩,但可能引起列车纵向冲动;加减载率小,表示牵引/电制力变化慢,可缓解列车的纵向冲动,但会导致列车响应目标设定速度或者目标设定力矩的时间较长,影响运营。

所以,牵引/电制力加减载率应综合考虑,在列车运行过程中处于一个动态变化的趋势。

1.1既有交流传动电力机车平稳性控制策略(1)准恒速模式准恒速模式仅针对牵引工况,电制动工况为恒转矩控制,手柄级位对应设定目标速度。

在不同的速度段,采用不同的加减载斜率。

交流传动电力机车的性能分析

交流传动电力机车的性能分析

摘要交流传动电力机车是指各种变流器供电的交流异步或同步电动机作为传动电机的电力机车或电动车组。

电力牵引交流传动系统主要由受电弓﹑主断路器﹑牵引变压器﹑牵引变流器、三相交流牵引电动机﹑齿轮箱等组成。

根据变流器是否带中间回路,分为交直交变流器或交交变流器两类。

根据中间回路的选择原件的不同,又分为电压型系统﹑电流型系统两种基本结构。

交流传动系统主要由牵引变压器﹑牵引电机﹑牵引变流器组成。

交流传动电力机车具有如下优点:1)良好的牵引性能;2)电网功率因数高,谐波干扰小;3)牵引系统功率大、体积小、重量轻;4)动态性能和黏着利用好;5)显著的节能效果,良好的可靠性、维修性;6)减少磨耗,降低运营成本,解决了对信号和通信设备的干扰。

交流传动技术经过近30年的发展与直流电力机车相比有如上些优良特点,在国内外轨道交通运载装备中得到了广泛的应用。

交流调速系统目前的发展水平可以概括为:1)已从中小容量等级发展到大容量,特大容量等级,并解决了交流调速系统的性能指标问题,填补了直流调速系统在特大容量调速的空白。

2)可以使交流调速系统具有高的可靠性和长期连续运行能力,从而满足有些场合长期不停机检的要求和对可靠性的要求。

3)可以使交流调速系统实现高性能,高精度的转速控制。

除了控制部分可以得到和直流调速控制同样良好的性能外,异步电动机本身固有的优点又使整个控制系统得到更好的动态性能。

采用数字锁相控制的异步电动机变频调速系统,调速精度可高达0.002%。

4)交流调速系统以从直流调速的补充手段发展到与直流调速系统相竞争、相媲美、相抗衡,并逐渐取代的地位。

关键词:交流传动基础;调速;启动;制动;平稳性论文类型:应用与研究abstractAc drive locomotive refers to all converter power supply of asynchronous and synchronous motor communication as the drive motor electric locomotive or emus. Electric traction ac drive system mainly by the bow by electricity, Lord circuit breaker, traction transformer, traction converters, three-phase ac traction motor, gear box etc. According to whether converter with middle circuit, divided into/ZhiJiao converter or hand over two kinds of converter. According to the choice of the original middle loop is different, and divided into the voltage type system, current model system two basic structure. Ac drive system mainly by the traction transformer, traction motor, power converters composition. Ac drive locomotive has the following advantages:1) good traction performance;2) grid power factor is high, the harmonic interference is small;3) traction system power is great, small volume, light weight,4) dynamic performance and gelling use good;5) significant energy saving effect, good reliability, maintainability;6) reduce wear, lower operating costs, solve the signal and communications equipment of interference.Ac drive technology after nearly 30 years of development and dc electric locomotive is compared on some good features, in domestic and international rail transit transport equipment in a wide range of applications.Exchange speed regulation system of the current development level can be summarized as:1) already from small and medium-sized capacity development level to the large capacity, big volume level, and solve the performance index of ac speed adjustment system, to fill the gaps in dc speed control system super capacity in the blank of speed.2) can make the communication speed regulation system has high reliability and long-term continuous operation ability, so as to meet some situations long-term computer retrieval requirements and to keep the reliability of the requirements.3) can make the communication speed regulation system to realize high performance, high accuracy of speed control. In addition to the control part can get and dcspeed control also good performance outside, asynchronous motor itself inherent advantages and make the whole control system has better dynamic performance. The digital phase lock control variable frequency speed regulation system of induction motor speed precision can be as high as 0.002%.4) exchange speed regulation system from the dc speed control to supplement to and development means dc speed control system in competition, comparable to, to compete, and gradually replace status摘要······················································错误!未定义书签。

9600kW大功率交流传动电力机车调试技术

9600kW大功率交流传动电力机车调试技术

9600kW大功率交流传动电力机车调试技术刘慧;齐林涛;张如意【摘要】HXD3B型机车为9600 kW大功率交流传动电力机车,在线路检测和功能测试过程中采用了光缆衰减量测试仪、相序检测仪等专用测试设备,使用了MTVD,DCUTerm等专业软件进行机车程序下载和功能测试,编制了机车测试程序用于故障排查,全面提升了公司在大功率电力机车方面的调试技术.【期刊名称】《铁道机车车辆》【年(卷),期】2011(031)002【总页数】5页(P98-102)【关键词】测试设备;功能测试;测试程序;故障排查【作者】刘慧;齐林涛;张如意【作者单位】中国北车集团,大连机车车辆有限公司,辽宁大连,116022;中国北车集团,大连机车车辆有限公司,辽宁大连,116022;中国北车集团,大连机车车辆有限公司,辽宁大连,116022【正文语种】中文【中图分类】U264.91+7机车调试工作是机车生产过程中的一个重要阶段,通过调试检验机车的各项功能来排除测试过程中出现的故障。

HXD3B型电力机车调试试验包括低压动作试验和高压动作试验,在调试过程中,采取了规范的操作步骤和试验方法,制作了专用测试设备保障线路的检测和功能测试,编制了测试程序提高机车故障排除效率。

通过对调试文件中的试验步骤、试验方法以及部分故障排除的介绍,阐明在大功率电力机车的调试技术中,线路检测和功能测试工作同等重要,专用的测试设备和测试程序是机车调试工作的重要保障。

1 低压动作试验低压动作试验是指电力机车在无电网区域,采用外部工作电源对各个待测系统进行功能试验的过程,包括线路检测和功能测试两个方面的内容,按照试验顺序分为DC110 V供电回路线路检测、直接电源供电回路功能测试、机车MITRAC系统线路检测、微机网络系统功能确认、辅助系统功能测试、空气管路系统试验和高压系统部件试验。

1.1 DC110 V供电回路线路检测DC110 V供电回路包括直接电源供电回路和间接电源供电回路。

浅析电力机车调速

浅析电力机车调速

浅析电力机车调速电力机车是现代货运及客运的重要交通工具之一,其调速系统是非常重要的一部分。

调速是指通过控制电力机车的电机转速,实现机车速度的调节。

调速系统对电力机车的行驶稳定性、经济性和安全性都有着至关重要的影响。

本文将从电力机车调速的基本原理、常用的调速方式、调速系统的组成及电力机车调速的优化等方面进行浅析。

一、电力机车调速的基本原理电力机车调速的基本原理是控制电机的电压或电流,从而改变电机的转速。

电力机车电机的负载变化非常大,而且机车的速度对电机的负载有着直接的影响。

因此,调速系统需要根据机车的负载和速度变化,自动地调整电机的工作状态,使电机能够在最佳工作范围内运行。

具体的实现方法是根据电机的负载情况,改变电机中直流电源的电压或电流,从而控制电机的转速。

二、常用的调速方式目前,电力机车调速主要采用以下几种方式:1. 电位器控制调速:电位器调速是通过改变电位器阻值,来改变电路中电流或电压的大小,从而实现电机的转速调节。

电位器调速简单、易于实现,但是其调节精度较低,适用于低功率的电机。

2. 电动调速:电动调速通过控制电路中的电动机,改变电机的转速。

电动调速可以实现高精度、迅速的调节,能够适应各种负载条件,并且在过载的情况下具有较高的可靠性。

3. 转子电阻调速:转子电阻调速是通过改变电机转子回路中的电阻,改变电机的工作状态,从而实现调速。

转子电阻调速的原理简单,但控制精度较低。

三、调速系统的组成电力机车调速系统主要由控制器、传感器、功率电子器件和驱动器等组成。

1. 控制器:控制器是调速系统的核心部件,负责控制电机的工作状态。

控制器根据传感器的反馈信号,控制功率电子器件的工作状态,改变电机的转速。

2. 传感器:传感器负责检测电机的转速、负载等参数,并将这些信息反馈给控制器。

传感器能够检测到电机的实际工作状态,为控制器提供参考数据。

3. 功率电子器件:功率电子器件负责将直流电源转换为交流电源,提供给电机工作。

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s u i t a b l e f o r AC l o c o mo t i v e s :Th e v e c t o r c o nt r o l a n d t he di r e c t t o r q u e c o nt r o l me t h o d a r e s u p e io r r t o t he
朱 亚男
( 西安铁 路职 业技 术 学 院 牵 引动 力 系, 陕西 西安 7 1 0 0 1 4 )
摘要 : 针 对 交流 传动 电力机 车调速 受 多种 耦 合 因素 影 响 比较 困难 的 问题 . 通过 系统地 分析 和介 绍 目 前 实用 的 交流调 速 系统 控 制 方法 , 包括 : 转差 频 率控 制 、 矢量控 制和 直接 转矩控 制 . 结合 交流 电 力机
Ab s t r a c t :I n o r d e r t o s o l v e t h e d i ic f u l t y t h a t c a u s e d b y v a r i o u s c o u p l i n g f a c t o r s o f t h e AC d i r v e e l e c t r i c l o c o mo t i v e s p e e d c o n t r o l , t h i s t h e s i s s y s t e m a n a l y s i s a n d p r e s e n t a t i o n o f t h e p r a c t i c a l AC s p e e d r e g u l a t i o n c o n t r o l me t h o d,i n c l u d i n g :s l i p f r e q u e n c y c o n t r o l ,v e c t o r c o n t r o l a n d d i r e c t t o r q u e c o n t r o 1 . Co n s i d e r wi t h t h e a c t u a l s i t u a t i o n o f t h e AC l o c o mo t i v e s p e e d c o n t r o l ,a n a l y s i s o f t h e c o n t r o l mo d e
关键词 :交流调 速 ;转 差频 率控 制 ;矢量控制 ;直接 转矩 控 制 中 图分 类号 : T N 7 1 0 文 献标识 码 : A 文 章编 号 :1 6 7 4 — 6 2 3 6 ( 2 0 1 7 ) 1 4 — 0 1 5 2 — 0 4
The r e s e a r c h o n t he AC d r i v e e l e c t r i c l o c o mo t i v e s pe e d c o n t r o l me t ho d
车调 速 的 实际情 况 , 得 出矢量控 制和 直接 转 矩控 制 方法较 转 差频 率控 制方 法 更适 用 于 交流 电力机 车
调速 , 而矢量控 制 方 法在低 速 高开 关频 率 区的性 能 则比 直接 转矩控 制 方 法更加 优越 。 以上 结论 对 于
进 一 步理 解 要 作 用
s l i p f r e q u e n c y c o n t r o l me t h o d, a n d t h e p e r f o r ma n c e o f v e c t o r c o n t r o l me t h o d i n l o w s p e e d a n d h i . g h s wi t c h i n g f r e q u e n c y r e g i o n i s mo r e a d v a n t a g e o u s t h a n t h e d i r e c t t o r q u e c o n t r o l me t h o d .I t i s v e r y
Z HU Ya n a n
( De p t . o f T r a c t i o n P o w e r , Xi ' a n R a i l w a y V o c a t i o n a l &T e c h n i c a l I n s t i t u t e , , 胁7 1 0 0 1 4 ,C h i n a )
4期 第 2 5卷 第 1
V0 1 . 25 No . 1 4
电 子 设 计 工 程
El e c t r o n i c De s i g n En g i n e e in r g
2 0 1 7年 7月
J u 1 . 2 01 7
交流传动 电力机 车的调 速控 制方 法研 究
i mp o r t a n t or f f u r t he r u nd e r s t a n d i ng o f AC e l e c t r i c l o c o mo t i v e s pe e d c o n t r o l me t h o d. Ke y wo r d s :AC s p e e d r e g u l a t i o n;s l i p f r e q ue nc y c o n t r o l ;v e c t o r c o n t r o l ;d i r e c t t o r q u e c o n t r o l
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