磁浮列车永磁同步直线电机直接推力优化控制研究

发布时间：2021-07-18 08:43

　　悬挂式永磁磁浮轨道交通系统“虹轨”是一种利用稀土永磁材料间的磁力实现悬浮、无重载接触运行的新型空轨交通制式。该系统具有生态环保、安全可靠、准点耐候的特点,并且对比于其他制式的磁悬浮技术还具有能耗低、造价低、运维量低、更智能等优势。是解决城市“最后一公里问题”的理想方案。本文在分析了目前轨道交通发展的趋势的基础上,介绍了“虹轨”的建设背景和发展潜力,并对其优势进行了分析说明。对“虹轨”系统的总体结构及各子系统的组成进行了简要介绍。其中,简要分析了直线电机牵引驱动系统的原理、结构及子模块组成。本文的重点针对直线电机控制策略展开了算法研究和仿真测试,通过分析“虹轨”实验线使用的基于定子d轴分量恒为零的转子磁链定向控制方式存在的不足之处,及其对于系统商业化推广的制约性,继而引出了直接推力控制方法,并从三个方面进行优化。首先,通过采用SVPWM技术减小了系统的脉动现象。其次,在速度环使用模糊自抗扰算法代替传统的PI调节器,提高了系统的跟随性和抗干扰能力。最后,在磁链和推力环采用积分滑模算法,来简化控制结构,提高参考电压矢量的精确性。将改进后的算法在Simulink中建模仿真,通过仿真结果对比分析... 

【文章来源】：江西理工大学江西省

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

江西理工大学自主研发的永磁磁浮系统“虹轨”试验线

有较强的挑战，并且工程造价较很高。基于此背景，本系统选择了永磁悬浮模式，相较于其他悬浮方式，永磁悬浮有以下五方面的优点：一是节能，基本可以实现零功率悬福二是经济，悬挂式永磁磁悬浮造价仅为中低速磁悬浮造假的四分之一。三是安全性能好，此轨道系统采用了路车一体化设计，杜绝了脱轨、翻车、追尾、撞车等交通事故。四是平衡性稳定，列车的运载中心在横纵两个方向，从1/2移动到1/4时，对列车的平稳运行并不会造成影响。五是资源优势，中国是稀土大国，因此在磁悬浮方面既有知识产权优势，又具有资源和产业优势。图2.2“虹轨”悬浮系统结构示意图选定悬浮模式后，需要进一步选定磁阵列的排布方式，磁阵列的排布方式直接决定了纵向产生的悬浮斥力的大小，这是永磁悬浮的关键所在。磁阵列的排布方式也分为两种，当前的主流磁体排列方式为Halbach阵列以及MAS阵列。Halbach阵列是美国学者Mallianson实验时发现的一种磁体排列方式，目标则是最少量的磁体产生最强的磁常而MAS磁阵列则是我国上海师范大学教授魏乐汉范明的一种磁阵列排布，利用永磁体间

第二章悬挂式永磁磁浮轨道交通系统“虹轨”15动模块，制动力有水平导向轮提供。纵向安全轮：在转向架的运行过程中，由于磁力斥力的不稳定性，转向架容易产生垂向位移，为了防止牵引电机定、动子发生碰撞而损坏，设置了纵向安全轮。纵向安全轮可以通过螺栓调整与梁表面的间隙，以调整保护间隙。图2.3“虹轨”走行系统结构示意图2.1.3牵引系统牵引驱动系统硬件组成如表2.1所示。表2.1驱动系统的硬件组成序号规格型号物资名称数量1永磁同步直线电机初级直线电机初级322车载永磁次级直线电机永磁次级13CU310DP控制单元SINAMICSS120控制单元24PROFIBUS连接器(带PG/PC接口)PROFIBUS连接器25STARTER调试工具STARTER调试工具16CU310CF卡CU310CF卡27PM340单轴驱动功率模块SINAMICSS120功率模块28模块型功率模块制动电阻模块型功率模块制动电阻29BOP20基本操作面板基本操作面板2103TF5422-0XM0Siemens交流接触器8113*95+1*50YJV22-0.6/1KV交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铠装电力电缆2*70m

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本文编号：3289242