城市轨道车辆直接转矩控制方法研究.pdf

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1、第51卷第8期V01．51No．8农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT＆VEHICLEENGINEERING2013年8月August2013doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2013．08．010城市轨道车辆直接转矩控制方法研究王俭朴，曹玲伟，封旭，张媛媛，韩种(211167江苏省南京市南京工程学院汽车与轨道交通学院)[摘要】研究了一种新型的直接转矩控制方案来抑制直接转矩控制在低速时转矩出现脉动的这一现象。该方案利用定子电流与转速来确定定子磁链的方法。根据异步电机的磁链方程式推导出基于定子电流和转

2、速的磁链观茨4模型。通过改变异步电机的参数来检测提出的控制方案的可行胜。本文对该方案进行了仿真比较，结果表明本文提出的方案具有计算简单．参数鲁棒巨好等优点。[关键词】城市轨道车辆；直接转矩控制；matlab[中图分类号】U270．I[文献标志码】A[文章编号]1673-3142(2013)08-43036-03ResearchonDirectTorqueControlMethodofUrbanRailVehiclesWangJianpu，CaoLingwei，FengXu，ZhangYuanynan，HanChang(SchoolofAutomo

3、tive&RailTransit，NanjingInstituteofTechnology，NanjingCity，JiangsuProvince211167，China)[Abstract】Inthispaper，anovelmetlIodofrestrainingthepulsationinthestateoflowspeedisputforward．Thescheme，usingstatorcurrentandrotating即日edtodeterminestatorfluxlinkage，deducelinkageobservationm

4、odelonthebasisofstatorcurrentandrotatingspeedaccordingtothelinkageequationofasynchronousmotor．Bymeansofchangingtheparametersofasyn-chronousmoor，thefeasibilityofthecontrolschemeistested．Comparativestudyofsimulationispresentedinthispaper．Theresultsshowthatthenovelmethodhasthead

5、vantagesofsimplecMculationandgoodrobustness．[Keywords】urbanrailvehicles；DTC；mathb0引言随着科学技术和城市化的发展，大运量的轨道交通在现代大城市中越来越起着重要的作用。经济发达国家城市的交通发展历史告诉我们，只有采用大客运量的地铁和轻轨交通系统，才是从根本上改善城市公共交通状况的有效途径【”。在20世纪80年代以前。在调速领域直流电机一直占据主导地位。但是由于其在单机容量、转动惯量以及维护等方面受到的限制，不能满足向大型化发展，以及在快速性、可靠性等方面进一步提高要求

6、，给其应用带来了限制。在20世纪80年代以后，交流电机在工业领域获得了广泛的应用。但是交流异步电机是一个高阶、非线性、强耦合的多变量复杂系统，要实现对其控制相对困难，早期的研究没有很好的方法解决其控制问题闭。直接转矩控制是继矢量控制变频技术后发展起来的一种新型高性能交流变频调速技术翻。作为继矢量控制之后交流传动控制理论的又一次飞跃的直接转矩控制(DTC)，抓住了异步机高性能传动的关键在于瞬时转矩的控制，将转矩直接作为被收稿日期：2013-05-05修回日期：2013-05—15控量，对转矩实行直接控制，使直接转矩控制的异步机调速系统具有较好的动静

7、态性能。1基于定子电流和转速的磁链观测模型根据异步电机的磁链方程式[41{学1，心i，(1)r，’【ll，毛。i札，i．由(1)可推得：则在理甲坐标系中有(：上屹一上帆rLsLr—LmLsLT—Lmi}=孕Lr一一幸t㈤(：j，t—jm_蜕u7‘2去峨一去岖’￡。L，屯。’L，￡，屯。。k一¨k一¨一：一t一一第51卷第8期王俭朴等：城市轨道车辆直接转矩控制方法研究37a书定子坐标系转速为0，也就是妣=0，a书坐标系对于转子短路(无外加电压)的异步电动机(鼠笼交流电动机‰r=％r=0)圈，有Jrria印帆坶％=0(4)【rriB+p她叫帆=0其中

8、：尸L_分算子。式(6)就是基于定子电流和转速的磁链观测模型阎2直接转矩控制圆形磁链的仿真模型根据电压开关状态和逆变器直流电压来决定逆变