电力牵引型式试验系统测控技术研究
发布时间：2021-08-10 04:29
随着高速铁路列车运行速度的加快,对列车牵引系统和制动系统的要求越来越高。开发的的列车牵引控制系统在装车试验以前,需要在实验室中进行型式试验,验证将要装车的系统是否能满足技术规范等要求。但是目前电力牵引系统的开发多用于静态特性试验,难以应对动态工作特性的要求。为了保证电力牵引试验系统在开发上满足动态工作特性且保证实时性的要求,本文提出一套完整的可以对电力牵引系统各种工况进行型式试验系统的构建方法,包括试验平台的结构形式、列车模拟运行系统（即陪试系统）的结构参数、控制方法以及控制程序等。其中陪试系统控制方法及结构参数的构建方法是通过仿真试验,观察系统的速度动态变化过程以及牵引变流器的电能输出波形与列车实际情况进行对比选择。整个试验系统采用互馈式的方式可以在交流侧或直流侧形成互馈,从而实现对交直交或直交系统及各种驱动形式的型式试验。并论证了该系统的可行性。电力牵引型式试验系统多为被试系统与陪试系统所组成,其中陪试系统在电力牵引工况下为被试系统提供负载;在制动工况下,为被试系统提供动力。并对系统进行型式试验时陪试系统的速度控制方法进行研究,实现对速度变化过程的模拟。在提出完整的控制方案的基础上...
【文章来源】：大连交通大学辽宁省
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．３交直交能量互馈式传动实验系统??Ｆｉｇ．?１．３?Ｒｅｃｉｐｒｏｃａｌ?ｐｏｗｅｒ－ｆｅｄ?ＡＣ－ＤＣ－ＡＣ?ｔｒａｃｔｉｏｎ?ｔｅｓｔ?ｓｙｓｔｅｍ??．４
消耗式??能量消耗式系统负载方式主要分成机械摩擦以及电阻消耗的方式将产生的能量消??耗掉。其中机械摩擦型通过机械摩擦的方式可以直接将产生的能量消耗掉；电阻消耗型??是将直流发电机通过联轴器的作用与交流牵引电动机相连，并且直流发电机发出的电能??再通过与阻性负载的连接，将电能通过电阻消耗的方式给消耗掉。其优点是设备简单，??操作方便，但需考虑对负载电阻进行散热处理，且无法进行再生制动工况的试验１１２Ｌ??Ｔ????１直流发电机＾???議￥逆变器??交流牵??引电机??图２．１能量消耗式试验系统??Ｆｉｇ．?２．１?Ｅｎｅｒｇｙ?Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ?Ｔｅｓｔ?Ｓｙｓｔｅｍ??（２）能量反馈式??能量反馈式是将电机输出的电能通过变流器反馈到电网中。能量反馈式试验台是为??了对实际的交流牵引系统并且根据列车上的反馈制动的原理而建立的试验平台。此系统??相比于能量消耗式系统而言，能量反馈式的消耗更少，不会出现能量消耗式的由于机械??摩擦或电阻消耗而产生的热量，并且会在模拟牵引工况时，通过陪试电机输出电能，并??７??
?大连交通大学工学硕士学位论文???通过逆变器转换成直流电，再通过整流器变换成电能反馈回电网当中，在模拟制动工况??时，陪试系统还会为被试系统提供能量。但是反馈的电网如何能做到不影响电网电能质??量，还有待深入的研究［１３］。??广２ＳｋＶ单Ｙ变压?限脉?Ｕ?弓逆变?限脉?变压７＾２５ｋＶ单、??Ｖ相电ｙ?器?沖整?１电机电机２二器—冲整?器、相电ｊ??Ｈ?Ｈ?Ｐ「｜?流－Ｈ?卜、??图２．２能量反馈式试验系统??Ｆｉｇ．２．２?Ｅｎｅｒｇｙ?Ｆｅｅｄｂａｃｋ?Ｔｅｓｔ?Ｓｙｓｔｅｍ??（３）能量互馈式??能量互馈式是通过两套变频器连接两台电机，两台电机通过联轴器相连，两台变频??器也是连接同一电源，如图２．３所示。当一台电机带动另一台电机转动时，这台电机保??持发电机的状态，发出的电能通过该系统的变频器发出电能为作为电动机的设备提供电??能。该系统相较于能量消耗式系统而言能量互馈式的消耗更加小；相比于能量反馈式而??言能量互馈式系统结构更加简单且独立，不会考虑反馈的电能是否影响等因素［１４］。??：Ｌ?！：??Ｉ?Ｉ??图２．３能量互馈式试验系统??Ｆｉｇ．２．３?Ｅｎｅｒｇｙ?ｒｅｃｉｐｒｏｃａｌ?ｆｅｅｄｉｎｇ?ｔｅｓｔ?ｓｙｓｔｅｍ??当模拟交直交牵引传动系统时，被试电机由接触网为其供电，陪试电机由工业电网??为其供电，两台电机在交流侧形成能量互馈的关系；当模拟直交牵引传动系统时，被试??电机作为电动机运转时，为陪试电机整流后的直流电能为其供电；被试电机作为发电机??运转时，输出的直流电能为陪试电机提供能量。所以能量互馈式结构不仅可以模拟交直??交牵引系统，还可以模拟直交牵引系统。此外，为了
【参考文献】：
期刊论文
[1]城市轨道交通车载混合储能系统的研究[J]. 杨丰萍,郑文奇,刘锋,谢梦莎. 华东交通大学学报. 2019(01)
[2]3000马力节能环保型调车机车电气系统设计[J]. 温吉斌,刘景来,魏宏,董飞,王明岩,邓岳. 机车电传动. 2019(01)
[3]轨道交通永磁电机牵引系统关键技术及发展趋势[J]. 冯江华. 机车电传动. 2018(06)
[4]基于总线控制的变频调速系统设计[J]. 刘东宁. 智慧工厂. 2018(07)
[5]基于超级电容的PMSM互馈对拖系统仿真研究[J]. 王兵,侯黎平,陈瀚,黎敦科. 电工电气. 2018(06)
[6]附加惯量对马达转速的影响[J]. 吴振松,谷立臣,刘永,杨彬,陈萌. 机床与液压. 2016(13)
[7]列车模拟运行系统的运行控制[J]. 李晛,胡继胜. 仪器仪表用户. 2014(06)
[8]CRH3型高速动车组整流器预测电流控制仿真研究[J]. 汪星华,郝明远,王艳琴. 机车电传动. 2013(04)
[9]地铁、城轨交流牵引电气传动实验室机械平台系统中等效惯性的计算分析[J]. 何文学,黄登红,王爱民,潘建新. 现代机械. 2010(03)
[10]特快旅客列车制动距离换算坡度的计算方法[J]. 曲星照. 铁道运输与经济. 2001(08)
博士论文
[1]地铁牵引电传动系统关键控制技术及性能优化研究[D]. 赵雷廷.北京交通大学 2014
[2]电力牵引控制系统多采样率参数辨识与状态估计方法研究[D]. 王嵩.西南交通大学 2013
[3]异步电机无速度传感器系统轻载稳定性与低速性能研究[D]. 陈伟.哈尔滨工业大学 2012
[4]高速铁路路基模型试验系统研究与动力分析[D]. 徐进.中南大学 2012
[5]电力牵引交流传动互馈试验系统的研究[D]. 马志文.北京交通大学 2007
硕士论文
[1]电气化铁路电能质量分析与治理研究[D]. 吴百洪.华东交通大学 2018
[2]基于PROFIBUS的污水处理PLC控制系统设计[D]. 李千振.大连交通大学 2018
[3]基于永磁电机的内燃调车机车电阻制动系统研究[D]. 王新.大连交通大学 2018
[4]双机互馈交流测功系统的优化研究[D]. 桑骁挥.辽宁工程技术大学 2018
[5]对拖测试平台回馈能量利用研究[D]. 侯黎平.湖南工业大学 2018
[6]基于TCN网络的列车牵引制动实验台设计[D]. 李德成.大连交通大学 2017
[7]电力牵引及电空联合制动试验平台测控系统的开发[D]. 王奔.大连交通大学 2017
[8]动车组牵引传动系统的仿真研究与模拟教学装置设计[D]. 王海洋.石家庄铁道大学 2017
[9]互馈式交流传动试验系统设计[D]. 刘护林.西南交通大学 2017
[10]基于LabVIEW的异步电机测试系统研究[D]. 程峥.大连交通大学 2016
本文编号：3333461
【文章来源】：大连交通大学辽宁省
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．３交直交能量互馈式传动实验系统??Ｆｉｇ．?１．３?Ｒｅｃｉｐｒｏｃａｌ?ｐｏｗｅｒ－ｆｅｄ?ＡＣ－ＤＣ－ＡＣ?ｔｒａｃｔｉｏｎ?ｔｅｓｔ?ｓｙｓｔｅｍ??．４
消耗式??能量消耗式系统负载方式主要分成机械摩擦以及电阻消耗的方式将产生的能量消??耗掉。其中机械摩擦型通过机械摩擦的方式可以直接将产生的能量消耗掉；电阻消耗型??是将直流发电机通过联轴器的作用与交流牵引电动机相连，并且直流发电机发出的电能??再通过与阻性负载的连接，将电能通过电阻消耗的方式给消耗掉。其优点是设备简单，??操作方便，但需考虑对负载电阻进行散热处理，且无法进行再生制动工况的试验１１２Ｌ??Ｔ????１直流发电机＾???議￥逆变器??交流牵??引电机??图２．１能量消耗式试验系统??Ｆｉｇ．?２．１?Ｅｎｅｒｇｙ?Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ?Ｔｅｓｔ?Ｓｙｓｔｅｍ??（２）能量反馈式??能量反馈式是将电机输出的电能通过变流器反馈到电网中。能量反馈式试验台是为??了对实际的交流牵引系统并且根据列车上的反馈制动的原理而建立的试验平台。此系统??相比于能量消耗式系统而言，能量反馈式的消耗更少，不会出现能量消耗式的由于机械??摩擦或电阻消耗而产生的热量，并且会在模拟牵引工况时，通过陪试电机输出电能，并??７??
?大连交通大学工学硕士学位论文???通过逆变器转换成直流电，再通过整流器变换成电能反馈回电网当中，在模拟制动工况??时，陪试系统还会为被试系统提供能量。但是反馈的电网如何能做到不影响电网电能质??量，还有待深入的研究［１３］。??广２ＳｋＶ单Ｙ变压?限脉?Ｕ?弓逆变?限脉?变压７＾２５ｋＶ单、??Ｖ相电ｙ?器?沖整?１电机电机２二器—冲整?器、相电ｊ??Ｈ?Ｈ?Ｐ「｜?流－Ｈ?卜、??图２．２能量反馈式试验系统??Ｆｉｇ．２．２?Ｅｎｅｒｇｙ?Ｆｅｅｄｂａｃｋ?Ｔｅｓｔ?Ｓｙｓｔｅｍ??（３）能量互馈式??能量互馈式是通过两套变频器连接两台电机，两台电机通过联轴器相连，两台变频??器也是连接同一电源，如图２．３所示。当一台电机带动另一台电机转动时，这台电机保??持发电机的状态，发出的电能通过该系统的变频器发出电能为作为电动机的设备提供电??能。该系统相较于能量消耗式系统而言能量互馈式的消耗更加小；相比于能量反馈式而??言能量互馈式系统结构更加简单且独立，不会考虑反馈的电能是否影响等因素［１４］。??：Ｌ?！：??Ｉ?Ｉ??图２．３能量互馈式试验系统??Ｆｉｇ．２．３?Ｅｎｅｒｇｙ?ｒｅｃｉｐｒｏｃａｌ?ｆｅｅｄｉｎｇ?ｔｅｓｔ?ｓｙｓｔｅｍ??当模拟交直交牵引传动系统时，被试电机由接触网为其供电，陪试电机由工业电网??为其供电，两台电机在交流侧形成能量互馈的关系；当模拟直交牵引传动系统时，被试??电机作为电动机运转时，为陪试电机整流后的直流电能为其供电；被试电机作为发电机??运转时，输出的直流电能为陪试电机提供能量。所以能量互馈式结构不仅可以模拟交直??交牵引系统，还可以模拟直交牵引系统。此外，为了
【参考文献】：
期刊论文
[1]城市轨道交通车载混合储能系统的研究[J]. 杨丰萍,郑文奇,刘锋,谢梦莎. 华东交通大学学报. 2019(01)
[2]3000马力节能环保型调车机车电气系统设计[J]. 温吉斌,刘景来,魏宏,董飞,王明岩,邓岳. 机车电传动. 2019(01)
[3]轨道交通永磁电机牵引系统关键技术及发展趋势[J]. 冯江华. 机车电传动. 2018(06)
[4]基于总线控制的变频调速系统设计[J]. 刘东宁. 智慧工厂. 2018(07)
[5]基于超级电容的PMSM互馈对拖系统仿真研究[J]. 王兵,侯黎平,陈瀚,黎敦科. 电工电气. 2018(06)
[6]附加惯量对马达转速的影响[J]. 吴振松,谷立臣,刘永,杨彬,陈萌. 机床与液压. 2016(13)
[7]列车模拟运行系统的运行控制[J]. 李晛,胡继胜. 仪器仪表用户. 2014(06)
[8]CRH3型高速动车组整流器预测电流控制仿真研究[J]. 汪星华,郝明远,王艳琴. 机车电传动. 2013(04)
[9]地铁、城轨交流牵引电气传动实验室机械平台系统中等效惯性的计算分析[J]. 何文学,黄登红,王爱民,潘建新. 现代机械. 2010(03)
[10]特快旅客列车制动距离换算坡度的计算方法[J]. 曲星照. 铁道运输与经济. 2001(08)
博士论文
[1]地铁牵引电传动系统关键控制技术及性能优化研究[D]. 赵雷廷.北京交通大学 2014
[2]电力牵引控制系统多采样率参数辨识与状态估计方法研究[D]. 王嵩.西南交通大学 2013
[3]异步电机无速度传感器系统轻载稳定性与低速性能研究[D]. 陈伟.哈尔滨工业大学 2012
[4]高速铁路路基模型试验系统研究与动力分析[D]. 徐进.中南大学 2012
[5]电力牵引交流传动互馈试验系统的研究[D]. 马志文.北京交通大学 2007
硕士论文
[1]电气化铁路电能质量分析与治理研究[D]. 吴百洪.华东交通大学 2018
[2]基于PROFIBUS的污水处理PLC控制系统设计[D]. 李千振.大连交通大学 2018
[3]基于永磁电机的内燃调车机车电阻制动系统研究[D]. 王新.大连交通大学 2018
[4]双机互馈交流测功系统的优化研究[D]. 桑骁挥.辽宁工程技术大学 2018
[5]对拖测试平台回馈能量利用研究[D]. 侯黎平.湖南工业大学 2018
[6]基于TCN网络的列车牵引制动实验台设计[D]. 李德成.大连交通大学 2017
[7]电力牵引及电空联合制动试验平台测控系统的开发[D]. 王奔.大连交通大学 2017
[8]动车组牵引传动系统的仿真研究与模拟教学装置设计[D]. 王海洋.石家庄铁道大学 2017
[9]互馈式交流传动试验系统设计[D]. 刘护林.西南交通大学 2017
[10]基于LabVIEW的异步电机测试系统研究[D]. 程峥.大连交通大学 2016
本文编号：3333461
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