基于永磁同步电机的机车黏着控制研究
发布时间：2021-07-16 18:56
随着经济的飞速发展,我国铁路也在不断的提速,对机车行驶的安全性要求越来越高。如果机车发生空转现象轻则轮轨擦伤,严重时有可能造成脱轨的事故。所以,对黏着控制的研究就很重要。同时,提高机车轮轨间黏着力利用率具有重要的理论意义和工程应用价值。永磁同步电机相比于传统的三相异步电动机具有结构简单,功率因数高,启动转矩高等诸多优点。本文研究了基于永磁同步电机的机车黏着控制。文中详细介绍了轮轨黏着理论,阐述了黏着力形成过程、蠕滑现象以及影响黏着系数的因素。推导并计算了两种黏着力计算模型:Kalker线性理论模型和Oldrich Polach黏着力模型。其次对空转分类及判别方法进行了详细介绍。在MATLAB/Simulink中搭建了基于空间适量脉宽技术（SVPWM）的矢量控制模型,并通过仿真证明了模型的准确性;将机车简化为单动轴模型进行分析,并在MATLAB/Simulink中搭建了机车单动轴动力学模型、轮轨关系模型以及机车传动系统模型;设计了基于PD算法的黏着控制器;以此为基础构建了基于永磁同步电机的机车黏着控制仿真系统。通过轮轨关系模型模拟潮湿和干燥两种轨面,在轨面状态从干燥突变到潮湿的情况下对黏...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
机车控制系统简图
基于永磁同步电机的机车黏着控制研究-8-能够被使用多少，是机车运行状态的一个重要表征[5]。轮轨间的黏着特性一般用函数关系来表示，轮轨表面的黏着系数，还有计算出来的蠕滑速度它们所构成的函数能很好地反应其特征，经过相关部门长期实验所得出的数据，和长期的对理论知识的研究，相关学者总结出用来很好的反应黏着特性的函数曲线。由函数关系可以分为三个部分：微滑区，大滑区和空转区。在机车牵引力或制动力数值较小的时候，对比特性曲线可是，所需的蠕滑速度也比较小，微滑区内黏着系数与蠕滑速度之间的关系接近于正比关系。在牵引力变大的时候，根据函数图像可知蠕滑速度也变大，黏着系数也增大，从微滑区过渡到大滑区[6]；当牵引力大于最大静摩擦力，也就是最大黏着力的时候，进入非稳定区，此时切向力系数开始下降，轮轨间的粘着黏着系数也随着变小，如果不采取措施轮轨之间能提供的粘着力系数会越来越小，牵引力在不采取措施的情况下是不会变化的，所以表现在机车上的现象就是出现空转或者滑行。图2.1黏着特性曲线如图2.1所示为黏着特性曲线，切向力系数存在一个极大值，max就是黏着系数[7]，其对应的蠕滑速度值是最优蠕滑速度，如果机车在行驶的时候它的蠕滑率达到了所对应的黏着系数是最大值，轮轨间传递的粘着力最大。但是在实际情况当中机车与钢轨之间
兰州交通大学硕士学位论文-15-度无关；3.当速度的大小处在每小时一百二十公里以上时，速度和黏着系数成反比关系，前者越大后者越校关于这方面的课题美国相关部门也做了一些研究，速度在每小时六十公里以下时，实验结果和上边提到的结论相一样，他们的结论是：1.在规定的速度区间内，如果钢轨不收到污染物影响，则黏着系数和蠕滑速度不存在函数关系[20]；2.处于不同的速度的时候最大黏着系数所对应的蠕滑速度也不同。函数关系式如下：101.01445.7V（2.19）图2.2黏着系数与速度关系曲线如图2.2所示为黏着系数与速度关系曲线。大量的实验表明，速度和黏着系数的关系很复杂，尤其是路面工况出现变化时，这两者之间具有很强的非线性，所以在干燥状态下和潮湿状态下两者还是有很大区别的，每个国家都进行了自己的实验，并且都有自
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于最优蠕滑辨识的高速列车黏着控制研究[J]. 吴业庆,赵旭峰,喻励志,李科. 机车电传动. 2020(02)
[2]基于组合校正的城市轨道交通列车轮轨黏着控制方法研究[J]. 张佳波,马法运,刘天宇,高瀚,夏猛. 城市轨道交通研究. 2020(03)
[3]重载列车从控机车再生制动力异常分析与对策[J]. 王蕾,陈哲,张启维,邹异民. 中国新技术新产品. 2020(04)
[4]关于交直流电力机车轮轨防摩擦策略分析[J]. 呼明. 信息记录材料. 2019(08)
[5]EKF在机车最优黏着控制中的应用[J]. 何静,何云国,张昌凡,赵凯辉,左新甜,杨步充. 电子测量与仪器学报. 2019(02)
[6]高原环境适应性改进HXD1C型机车牵引性能优化[J]. 项东波. 电力机车与城轨车辆. 2018(04)
[7]交流传动电力机车黏着控制算法的研究与应用[J]. 王乃福,徐从谦,周鹏. 铁道机车与动车. 2018(04)
[8]提高逆变控制机车启动牵引力的再黏着控制方法[J]. 山下道寛,王光明. 国外铁道车辆. 2018(02)
[9]电力机车黏着控制研究[J]. 高翔,陆阳. 铁道机车车辆. 2017(03)
[10]基于Simulink的异步电机DTC系统的详细建模与仿真[J]. 魏祥林. 微电机. 2014(12)
博士论文
[1]机车黏着智能优化控制研究[D]. 李宁洲.西南交通大学 2015
[2]三相电压型PWM整流器控制策略及应用研究[D]. 郑忠玖.大连理工大学 2011
[3]矩阵变换器控制技术研究及其应用[D]. 佘宏武.华中科技大学 2011
[4]高速列车驱动制动动力学及其控制研究[D]. 陈哲明.西南交通大学 2010
硕士论文
[1]动车组牵引电机黏着控制研究[D]. 徐诗孟.大连交通大学 2018
本文编号：3287571
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
机车控制系统简图
基于永磁同步电机的机车黏着控制研究-8-能够被使用多少，是机车运行状态的一个重要表征[5]。轮轨间的黏着特性一般用函数关系来表示，轮轨表面的黏着系数，还有计算出来的蠕滑速度它们所构成的函数能很好地反应其特征，经过相关部门长期实验所得出的数据，和长期的对理论知识的研究，相关学者总结出用来很好的反应黏着特性的函数曲线。由函数关系可以分为三个部分：微滑区，大滑区和空转区。在机车牵引力或制动力数值较小的时候，对比特性曲线可是，所需的蠕滑速度也比较小，微滑区内黏着系数与蠕滑速度之间的关系接近于正比关系。在牵引力变大的时候，根据函数图像可知蠕滑速度也变大，黏着系数也增大，从微滑区过渡到大滑区[6]；当牵引力大于最大静摩擦力，也就是最大黏着力的时候，进入非稳定区，此时切向力系数开始下降，轮轨间的粘着黏着系数也随着变小，如果不采取措施轮轨之间能提供的粘着力系数会越来越小，牵引力在不采取措施的情况下是不会变化的，所以表现在机车上的现象就是出现空转或者滑行。图2.1黏着特性曲线如图2.1所示为黏着特性曲线，切向力系数存在一个极大值，max就是黏着系数[7]，其对应的蠕滑速度值是最优蠕滑速度，如果机车在行驶的时候它的蠕滑率达到了所对应的黏着系数是最大值，轮轨间传递的粘着力最大。但是在实际情况当中机车与钢轨之间
兰州交通大学硕士学位论文-15-度无关；3.当速度的大小处在每小时一百二十公里以上时，速度和黏着系数成反比关系，前者越大后者越校关于这方面的课题美国相关部门也做了一些研究，速度在每小时六十公里以下时，实验结果和上边提到的结论相一样，他们的结论是：1.在规定的速度区间内，如果钢轨不收到污染物影响，则黏着系数和蠕滑速度不存在函数关系[20]；2.处于不同的速度的时候最大黏着系数所对应的蠕滑速度也不同。函数关系式如下：101.01445.7V（2.19）图2.2黏着系数与速度关系曲线如图2.2所示为黏着系数与速度关系曲线。大量的实验表明，速度和黏着系数的关系很复杂，尤其是路面工况出现变化时，这两者之间具有很强的非线性，所以在干燥状态下和潮湿状态下两者还是有很大区别的，每个国家都进行了自己的实验，并且都有自
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于最优蠕滑辨识的高速列车黏着控制研究[J]. 吴业庆,赵旭峰,喻励志,李科. 机车电传动. 2020(02)
[2]基于组合校正的城市轨道交通列车轮轨黏着控制方法研究[J]. 张佳波,马法运,刘天宇,高瀚,夏猛. 城市轨道交通研究. 2020(03)
[3]重载列车从控机车再生制动力异常分析与对策[J]. 王蕾,陈哲,张启维,邹异民. 中国新技术新产品. 2020(04)
[4]关于交直流电力机车轮轨防摩擦策略分析[J]. 呼明. 信息记录材料. 2019(08)
[5]EKF在机车最优黏着控制中的应用[J]. 何静,何云国,张昌凡,赵凯辉,左新甜,杨步充. 电子测量与仪器学报. 2019(02)
[6]高原环境适应性改进HXD1C型机车牵引性能优化[J]. 项东波. 电力机车与城轨车辆. 2018(04)
[7]交流传动电力机车黏着控制算法的研究与应用[J]. 王乃福,徐从谦,周鹏. 铁道机车与动车. 2018(04)
[8]提高逆变控制机车启动牵引力的再黏着控制方法[J]. 山下道寛,王光明. 国外铁道车辆. 2018(02)
[9]电力机车黏着控制研究[J]. 高翔,陆阳. 铁道机车车辆. 2017(03)
[10]基于Simulink的异步电机DTC系统的详细建模与仿真[J]. 魏祥林. 微电机. 2014(12)
博士论文
[1]机车黏着智能优化控制研究[D]. 李宁洲.西南交通大学 2015
[2]三相电压型PWM整流器控制策略及应用研究[D]. 郑忠玖.大连理工大学 2011
[3]矩阵变换器控制技术研究及其应用[D]. 佘宏武.华中科技大学 2011
[4]高速列车驱动制动动力学及其控制研究[D]. 陈哲明.西南交通大学 2010
硕士论文
[1]动车组牵引电机黏着控制研究[D]. 徐诗孟.大连交通大学 2018
本文编号：3287571
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