动车组牵引电机转矩脉动研究

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1、学校代码：密级：公开七交辦硕士专业学位论文动车组牵引电机转矩脉动研究作者姓名文励工程领域电气工程指导教师吴命利教授培养院系电气工程学院办交乂參硕士专业学位论文动车组牵引电机转矩脉动研究作者：王文勋导师：吴命利北京交通大学年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。

2、学校可以为存在馆际合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名导师签名签字日期：年月￥日签字日期：年月“日学校代码：密级：公开北京交通大学硕士专业学位论文动车组牵引电机转矩脉动研究作者姓名：王文勋学号：导师姓名：吴命利职称：教授专业学位类别：工学学位级别：硕士北京交通大学年月致谢时光荏苒，岁如梭，我的大学生活即将结束。想起年夏天第次踏入北京交通大学的场景，仍然记忆犹新、历历在丨。感谢母校六年的培养让我从一个高中生成长为一名硕士研宂生，银杏大道

3、上夏日的翠绿和秋日的金黄终将成为我人生中永远的“忆。本论文的工作是在我的导师吴命利教授的悉心指导下完成的，吴命利教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在研宄生期间，吴老师耐心指导我完成了实验室的科研工作，在学习和生活上都给予了我很大的关心和帮助。在论文选题、写作和相关的现场试验等方面，吴老师提出了许多建设性的意见和建议使我茅塞顿开。吴老师渊博的学识、严谨的治学作风、求实的科研态度使我受益匪浅，在此向吴老师表示衷心的谢意。在实验室工作及撰写论文期间，吴丽然博士、张俊骐博士、李昕等同学

4、对我论文的研宄工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。感谢我的父母和哥哥，他们的理解与支持一直陪伴我完成学业，他们的健康幸福是我最大的祝愿。摘要摘要摘要：高速列车在行进过程中，电机将电能转化为机械能，产生牵引力来驱动列车运行，因此牵引电机的性能影响着列车的动力性。在逆变器供电下，牵引电机输入电压中含有大量谐波，这些谐波电压会产生谐波电流及谐波磁通，进而产生谐波转矩，引起电磁转矩的脉动。因此，如何准确计算谐波转矩并且有效削弱谐波是分析设计过程中面临的关键问题。本文以电磁理论为基础，对上述问题进行

5、了相关研究。基于控制技术基本原理，针对单相和三相逆变电路进行了深入地分析和推导，得到了其输出谐波电压的双重傅里叶级数表达式。运用软件对逆变电路进行了仿真，得到输出电压谐波频谱的分布规律。从多个方面讨论了谐波对异步电机运行的不利影响。从电机运行的电磁理论出发，讨论了异步牵引电机的谐波磁势，详细分析了谐波转矩产生的机理。在研究基波、谐波等效电路的基础上，利用虚位移原理，推导出了脉动谐波转矩的计算公式。建立了理想电源下的异步牵引电机系统模型和逆变器供电下的异步牵引电机系统模型，其中后者采用了按转子磁场定向的

6、矢量控制方法。对模型进行了仿真，并对比了仿真结果。通过计算实例对异步牵引电机谐波转矩进行分析和计算，为进一步研宄谐波转矩对牵引电机的影响打下了基础。针对动车组牵引电机进行现场实测，分析测试数据，验证了相关结论。为了根据测试数据快速分析谐波频谱和转矩脉动情况，编写了牵引电机转矩脉动分析软件。从逆变器谐波抑制和牵引电机参数优化两方面提出了减小转矩脉动的措施，重点介绍了谐波注入法和特定谐波消除法。为了消除髙次谐波对牵引电机的影响，设计了低通滤波器电路。关键词：牵引电机；逆变器；谐波分析；谐波转矩；矢量控制；

7、傅里叶分析分类号：ABSTRACTABSTRACTABSTRACT:Whenahigh-speedtrainismoving,themotorsconvertelectricalenergyintomechanicalenergytoproducetractiveforcebywhichthetrainisdriven.Therefore,theperformanceoftractionmotorsaffectsthedynamiccharacteristicofthetrain.Withtheinv

8、erterpowersupply,theinputvoltageoftractionmotorscontainsmanyharmonics.Theharmonicvoltageproducesharmoniccurrentandharmonicflux，，北京交通大学硕士专业学位论文：：；目录目录摘要躲研究背景及意义国内外研宄现状高速动车组的发展和现状高速列车牵引电机的发展和现状牵引电机谐波转矩的研究现状本文的主要研究内容牵引逆变器输出谐波特性分析谐波分