中低速磁浮直线感应电机牵引控制系统研究

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1、－＇硕ｄｒ学位论文＿ＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ位类别ｆ工程耻’研究生：Ｍ＾？导老师：郭育华副教授国内图书分类号：ＴＭ３５９．４密级：公开国际图书分类号：６２１．３西南交通大学研究生学位论文中低速磁浮直线感应电机牵引控制系统研究年级二〇一二级姓名邓仁燕申请学位级别工程硕士．专业电气工程指导老师郭育华副教授二零一五年五月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：ＴＭ３５９．４Ｕ．Ｄ：６２１．３．ＣＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖ

2、ｅｒｓｉｔｙＭａｓｔｅｒＤｅｒｅｅＴｈｅｓｉｓｇＲＥＳＥＡＲＣＨＯＮＴＨＥＴＲＡＣＴＩＯＮＣＯＮＴＲＯＬＳＹＳＴＥＭＯＦＬＩＮＥＡＲＩＮＤＵＣＴＩＯＮＭＯＴＯＲＦＯＲＭＥＤＩＵＭＡＮＤＬＯＷＳＰＥＥＤＭＡＧＬＥＶＴＲＡＩＮ（ｊｒａｄｅ：２０１２Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＤｅｎｇＫｅｎａｎｙＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅＡｐｐｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｐｅｃｉａｌｉｔｙ：ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ？Ｓｕｐｅｒｖｓｏｒ

3、ｓｏｃｅ－ＰｒｏｆｅｓｓｏｒｕｏＹｕｈｕａｉ：ＡｓｉａｔＧＭａ２０１５ｙ，西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．保密口，在年解密后适用本授权书；２．不保密使用本授权书。＂’’／（请在以上方框内打＞）学位论文作者签名：指导

4、老师签名曰期：６今曰期：西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：１）分析单边型直线感应电动机结构、工作原理，应用分布参数的电磁场理论法和集中参数等效电路法分析直线感应电机电磁特性和边端效应，建立了考虑边端效应的．直线感应电机Ｔ型等效电路；２）运用Ｍａｘｗｅｌｌ２Ｄ建立直线感应电机有限元二维分析模型，研究定子电流、转差率、转差频率、运行速度、气隙对电机电磁力和法向力的影响，确定采用恒转差频率控制方式，并计算出用于电机控制的恒转差频率；３）．建立直线感应电机在两相

5、同步旋转而坐标系下的数学模型，在Ｓｉｍｕｌｉｎｋ环境下采用恒转差频率矢量控制方案，验证该控制方式，仿真结果表明电机法向力较小且、在允许范围内波动，能够实现电磁力法向力最优控制，系统动态响应迅速；４）、证建立直线感应电机牵引系统，完成系统硬件软件设计，进行运行调试，验了恒转差频率矢量控制方案的正确性和有效性，以及牵引系统设计的合理性。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体

6、，均已在文中作了明确说明。一切法律责任将由本人承担本人完全了解违反上述声明所引起的。学位论文作者签名：；曰期：叶西南交通大学硕士研究生学位论文第Ｉ页摘要中低速磁浮列车因其噪声小、爬坡能力强等优点已开始推广使用，驱动列车的直线感应电机工作原理与异步旋转电机相似，但其结构特点导致的边端效应和法向力直接影响到牵引性能和悬浮的稳定性，因此牵引控制系统是需要重点研究的内容。本文。通过对直线感应电机电磁性能的分析，研究适合中低速磁浮列车的牵引控制系统首先，通过应用分布参数的电磁场理论法和集中参数的等效电路法分析直线感

7、应电机的电磁特性和边端效应，建立考虑边端效应的电机Ｔ型等效电路。利用Ａｎｓｏｆｔ工程电磁场有限元分析软件Ｍａｘｗｅｌｌ２Ｄ建立了直线感应电机分析模型，分析转差率、定子相电流大小、转差频率、运行速度、气隙对电机电磁力和法向力产生的影响。通过，并计算出实现电磁力对比分析，确定采用恒转差频率控制方式、法向力最优控制的恒转差频率。随后，通过分析空间电压矢量调制的原理、算法，确定采用ＳＶＰＷＭ调制方式。建立直线感应电机在同步旋转＾／＾坐标系上的数学模型，釆用恒转差频率矢量控制方式，应用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ进行仿真验证。仿真结果表

8、明，该控制方案能实现法向力、电磁力最优控制，电机法向力较小，法向力波动在允许范围内，电磁力在运行过程中几乎保持恒定