基于TMS320F2812同步数据采集系统的设计

为了实现高速同步数据采集,本文介绍了一种基于TMS320F2812 DSP芯片与AD转换芯片ADS8365构成的高速、并行高精度数据采集系统。主要内容包括两种芯片功能的介绍、硬件接口电路的设计及相关软件设计等。

基于SVPWM变频器的Matlab仿真及硬件实现

着重介绍了SVPWM(空间电压矢量脉宽调制)的基本原理及其仿真和硬件的实现。用Matlab/Simulink工具箱搭建仿真平台,根据SVPWM规律发脉冲使开关管通断,变频器输出PWM波,实现定U/f调速的控制方式,仿真中的异步电动机参数都是实验室电机实际测量值。硬件主系统核心运用TMS320LF2407A的DSP芯片实现,并设计有相应的主回路、触发电路板、采样板等并且软件算法实现SVPWM波。仿真和实验结果表明SVPWM调制方案正确可行,提高了电压利用率及系统的控制精度,算法简单,较易实现。

一种改进的离散空间矢量调制方法

针对异步电动机直接转矩控制(DTC)系统在低速时存在转矩脉动等缺点,提出了一种改进离散空间矢量调制的方法,仿真结果表明,该控制方法能有效地减小转矩脉动,改善定子磁链和电流的波形,改善电机的低速性能。

基于转矩预测的直接转矩控制系统的实现

针对感应电动机直接转矩控制低速时转矩脉动大的问题,分析了转矩脉动的原因,并提出了一种转矩预测方法,实验结果表明,该方法能有效地减小转矩脉动、改善定子磁链和电流波形。

基于SOGI-PLL载波移相的机车谐波抑制技术

为了抑制机车四象限脉冲整流器在网侧产生的高频谐波,防止车网发生高次谐波共振,提出一种基于二阶广义积分器锁相环SOGI-PLL(second-order generalized integral phase-locked loop)载波移相控制策略。将锁相环输出的电网相位作为同步基准信号,针对网压频率异常波动,快速同步校正PWM载波周期,保证了各单元之间移相角的准确性,获得最优谐波对消效果。同时,该策略对电网谐波和幅值异常跳变不敏感,具有良好的抗干扰性和自适应性。最后通过半实物仿真和地面联调试验,验证了该策略的可行性和对谐波抑制的有效性。

基于ADS8365的高速同步数据采集系统

针对TMS320F2812难以对多路信号进行同步采样,介绍了一种基于AD转换芯片ADS8365与TMS320F2812 DSP芯片构成的高速、并行高精度数据采集系统,包括硬件接口电路的设计、部分关键程序代码和实现AD采样的程序流程。

永磁同步电机离线参数辨识方法研究

通过采用直流伏安法辨识电机定子电阻参数,采用高频注入法和脉冲电压法辨识电机定子电感参数,并对电感参数的2种辨识方法进行了分析和比较,分析永磁同步电机的数学模型,推导出了离线辨识永磁体磁链方法。仿真和试验结果验证了离线辨识定子电阻、定子电感和永磁体磁链方法的有效性。

基于电压补偿的永磁系统直流侧振荡抑制方法

城轨永磁牵引系统在特定工况下牵引变流器呈负阻抗特性,容易引起直流侧母线电压谐振,导致牵引系统的不稳定。为了保证牵引系统的稳定性,采用了一种基于电压补偿的城轨永磁牵引系统直流侧振荡抑制方法。首先介绍了城轨永磁牵引系统的拓扑,分析了直流母线的振荡机理,明确了母线振荡的条件,然后基于永磁同步电机(PMSM)矢量控制方法,采用了一种前馈解耦电压补偿控制方法,实现了PMSM的解耦控制和直流侧振荡的抑制。仿真和实验验证了城轨永磁牵引系统直流侧振荡抑制方法的有效性。

电力机车直驱永磁牵引控制系统研制

详细介绍了基于160km·h^-1客运电力机车的直驱永磁电传动系统设计方案,该系统包含2台AC/DC/AC变流器和6台直驱永磁牵引电机,实现对六轴客运电力机车牵引、制动及逻辑保护控制。在此基础上,针对大功率直驱永磁控制系统的效率、谐波、反电势、失磁等一些关键技术问题进行了深入研究,并进行了试验验证。试验结果表明该系统可靠、节能、高效,达到了设计要求。

二阶广义积分器锁频环数字实现准确性对比

二阶广义积分器锁频环(SOGI-FLL)是一种基于SOGI的电网同步策略,其结构分为自适应滤波器(AF)和锁频环(FLL)两个部分。SOGI是广泛应用于电流控制和电网同步策略中的结构,能够实现对交流信号的无静差跟踪,但其准确性会受数字实现影响;AF是SOGI的闭环结构,其准确性也受到数字实现的影响,而且AF数字实现时还需要保证两个输出信号的正交性以保证求解电网相位的稳定。数字实现时采用不同的离散化方法会得到不同的结果,常用的离散化方法在文中分为数值积分方法和非数值积分方法两大类。采用非数值积分方法时,还会因对不同层次结构离散而存在差异。由于AF可以分为积分器、SOGI和AF三层层次结构,因此对AF的各个层次结构使用不同离散化方法的数字实现通过伯德图、仿真和实验进行了对比,重点关注各种数字实现方法稳态时的准确性和正交性。

不同永磁电机对轨道交通直驱永磁牵引控制系统的影响

为深入研究不同永磁体对大功率直驱永磁牵引控制系统控制特性的影响,设计了钐钴和钕铁硼两种永磁电机。讨论了这两种永磁电机的特性及基本控制策略,在此基础上对两种永磁电机进行了分析,通过联调试验验证了该系统的稳定性和可靠性。

基于地铁永磁多电机控制系统研究

针对地铁的控制要求,提出了实现多电机控制的硬件架构、软件控制算法和调制算法,在此基础上对永磁同步电机牵引控制系统进行了半实物仿真验证和地面高压系统联调试验。针对开关频率较低的问题,提出了含有特定次谐波消除法的永磁同步电机分段调制算法,实现了大功率永磁同步电机在异步正弦脉宽调制(SPWM)策略、特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)策略和方波调制策略之间的平滑过渡。

基于机车变流器的网压中断检测控制方法研究

列车正常运行过程中,不可避免会出现受电弓与接触网脱离接触的情况,就会造成供电电压中断,影响列车安全稳定运行。针对这一实际工程问题,提出一种依据采样计算网压基波电压的幅值、锁相环(PLL)相位差值及电流计算的综合检测及控制方法。该方法已经在1.8 MW高功率因数整流器上得到实现,并通过半实物仿真测试和地面联调试验验证了该方法的正确性与可行性.降低了因铁路恶劣供电条件造成的安全隐患。

基于大功率直驱永磁系统的故障保护控制研究

我国在直驱永磁牵引系统技术的研究运用刚处于起步阶段,而大功率机车永磁牵引系统在国内甚至全世界还处于空白阶段。本文介绍一种应用于电力机车的直驱永磁牵引系统,详细分析了牵引控制单元软硬件及逻辑保护关键技术,并完成样机试制及系统联调试验,针对几种机车运行典型工况进行故障复现,试验结果表明该直驱永磁系统运行可靠,可以快速准确识别故障工况并保护,保证机车的稳定运行。

储能式有轨电车的永磁同步电机控制策略优化

提出一套有轨电车的永磁同步电机优化控制策略。在d-q轴电流平面内分析永磁同步电机不同限制曲线之间的关系和电流轨迹变化的情况;以转矩为控制目标,在以MTPA曲线、电流极限圆和电压极限椭圆为边界的区域内根据永磁同步电机转矩特性曲线规划电流轨迹;采用MTPA控制和优化弱磁控制相结合的算法进行控制实现;以青岛超级电容储能式胶轮有轨电车为实验平台对该方法进行了现场试验及长时运行考核,永磁同步电机实际输出转矩能准确地跟踪给定转矩,且MTPA控制和优化弱磁控制能平稳运行及切换,证明了所提方法的有效性和实用性。

基于碳化硅器件的充电机偏磁抑制自动控制装置的研究

在轨道交通行业,碳化硅器件凭借其开关速度快、可实现高频化、低能耗等方面的优势,迅速得到了较为广泛的关注与应用。伴随着变换器的功率密度提高,与变换器配合的变压器更容易发生偏磁问题。该文对全碳化硅充电机进行主电路参数设计,并设计出具有变压器偏磁抑制功能的自动控制装置。通过试验,验证了该变压器偏磁抑制自动控制装置的有效性。

基于模型参考自适应的永磁同步电机在线参数辨识方法研究

为实现用模型参考自适应(MRAS)对永磁同步电机(PMSM)参数进行在线辨识,建立了参考模型与可调模型,将两模型输出的差经过自适应机构,并通过合适的自适应率来实时调节可调模型中的待辨识参数,最终使得可调模型中的待辨识参数收敛到一个正确的值,从而得到要辨识的电机参数。仿真和试验结果表明,基于MRAS的在线参数辨识算法可以准确、实时地辨识出永磁同步电机的定子电阻、电感和永磁体磁链。

应用于机车变流器的分段调制工程实现方法

机车变流器由于开关频率和功率损耗的原因,需合理使用PWM调制策略以满足系统在不同频率段的控制要求。在研究各种调制模式数学模型的基础上,提出了以DSP为基础的工程数字实现方法。通过仿真和试验验证,证明了该方法的正确性。

高速列车永磁同步牵引系统研究与应用

介绍了高速列车、轻轨、地铁等轨道交通领域永磁同步牵引系统技术在国内外的研究和产业应用现状,分析说明了永磁同步牵引系统的技术优势、风险分析及预防措施。以CRH5型车为原型,详细说明了永磁同步牵引系统样机设计过程的设计思路、关键技术和分析仿真试验。地面联调试验和装车考核结果表明,牵引控制单元、辅助控制单元、控制算法等系统核心技术安全可靠,系统效率提升3%以上。

大功率电力机车辅助变流器调制切换策略研究

在大功率电力机车辅助变流器的应用中,由于受到输出电压总谐波畸变率(THD)总量要求及开关频率的制约,在额定输出时常采用特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)方式;对电力机车大功率辅助变流器常用的SHEPWM进行了详细分析,并针对双极性电压型逆变器建立数学模型;介绍了常用的特定消谐方程组开关角解法及开关角的高阶多项式拟合方法;同时详细介绍了一种电力机车大功率辅助变流器的调制波切换策略,通过实验验证了所述切换策略的正确性及可行性。