异步牵引电机全速域直接转矩控制仿真研究

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1、EI正CTRICDRIVE2013Vo1．43No．1电气传动2013年第43卷第1期异步牵引电机全速域直接转矩控制仿真研究张靖，冯晓云，葛兴来(西南交通大学电气工程学院，四川成都610031)摘要：根据异步电机牵引特性，将电力牵引运行划分为不同调节区，在启动及低速域时，逆变器按脉宽调制方式进行控制，当电机的输出功率达到额定值时，进入方波控制区。针对不同电力运行调节区的特点，研究了一套适合于牵引电机的全速域直接转矩控制算法，同时，采取不同控制算法间切换的过渡策略，有效地避免了磁链和转矩的跳变。最后。基于所建立的仿真模型模拟了异步牵引电机的牵引和制动工况，仿真结果表明

2、该电机驱动系统具有良好的动、静态性能，满足列车运行控制的要求，也验证了该控制方法的正确性和有效性。关键词：异步牵引电机；全速域；直接转矩控制；过渡策略；仿真中图分类号：TM343文献标识码：AResearchandSimulationonDirectTorqueControlinFullSpeedRangeoftheAsynchronousTractionMotorZHANGJing，FENGXiao—yun，GEXing—lai(SchoolofElectricalEngineering，SouthwestJiaotongUniversty，Chengdu6100

3、31，Sichuan，China)Abstract：Electrictractionoperationwasdividedintodiferentoperationregulatoryregionsaccordingtothecharacteristicofasynchronousmotor．Pulsewidthmodulation(PWM)techniquewasadoptedforinverterwhenstartingandrunninginlowspeedrange，andsquarewavecontrolwasadoptedwhentheoutputpow

4、erofinductionmotorreachedthenominalvalue．Adirecttorquecontrolschemebeingsuitablefortractionmotorinwhole—speedrangewasdiscussed，andafeasibletransitionstrategyforalgorithmswitchwasalsoadoptedtoavoidthejumpoffluxandtorque．Finally，thetrac—tionandbrakingconditionsofinductionmotorweresimulat

5、edonthebasisofthesimulationmodelbuilt，andsimulationresultsshowthatthemotordrivesystemCanobtainaperfectdynamicandstaticperformance，satisfywiththerequire-mentsoftraincontrol，andthevalidityandefectivenessoftheadoptedcontrolmethodareverified．Keywords：asynchronoustractionmotor；whole-speedra

6、nge；directtorquecontrol；transitionstrategy；simulation关频率并不固定，不能充分利用变流器的开关资1引言’源【”。文献[6—7]采用直接转矩控制与矢量调制相牵引传动系统控制策略的选择是决定其性结合的方式实现了开关频率的近似恒定。文献[8】能优劣的关键因素【1】。直接转矩控制(DTC)技术作则通过一个转矩控制器来代替传统的三态滞环为一种高性能交流调速技术。在高速列车主传动比较器。也达到了降低开关频率的目的。等大功率系统中得到了广泛应用。与矢量控制相本文针对异步电机的牵引特性，将电力牵引比，直接转矩控制具有更优的动态响应

7、能力，且运行分成3个调节区域。重点研究了前2个调节无需复杂的坐标变换，控制目标更加明确。同区域。设计了在不同速度区域内能近似恒定开关时，由于在估算磁链和转矩时，只需要电机定子频率的直接转矩控制算法，并采取有效的算法切侧参数。因此其对电机参数的依赖性相对于矢量换过渡措施。实现了算法间磁链和转矩的无跳变控制有所减弱嘲。但传统直接转矩控制系统的开切换，建立起全速域直接转矩控制的仿真模型，基金项目：国家十一五科技支撑计划资助项目(2009BAG12A05—02)作者简介：张靖(1988一)，男，硕士研究生，Email：luopanjingzhang@163．corn3电