基于解耦策略的直线感应牵引电机法向力自适应最优控制

中低速磁悬浮列车和部分地铁车辆均采用直线感应牵引电机作为驱动机构,该电机特有的边缘效应和法向力对直线感应牵引电机的效率以及性能均产生很大的负面影响,因此直线感应牵引电机采用常规的电传动控制策略并不能取得良好的控制效果。该文充分考虑边缘效应的影响,建立了直线感应牵引电机的数学模型。将推力与磁通进行解耦,并分析磁通、推力与电流控制环节的非线性与时变性,提出了神经自适应控制的设计方法。分析了法向力的组成与特性,得出其数学表达式,以推力与磁通解耦为基础,结合最优化理论,考虑多个优化目标建立损耗最小函数,实现直线感应牵引电机的损耗最优控制。计算机仿真与实验对所提控制策略与传统控制策略进行对比,验证了该方法在典型工况下的有效性。

城轨交通中直线感应牵引电机的效率最优控制

针对城市轨道交通中直线感应牵引电机效率较低问题,从控制角度研究电机的效率最优控制策略。建立直线感应牵引电机的数学模型,考虑边缘效应的影响将推力与磁通进行解耦,在分析法向力组成与特性的基础上,得出以初级电流为变量的数学表达式,结合最优化理论,考虑多个优化目标建立损耗最小函数,实现在满足水平推力的条件下对电机铜耗与法向力造成损耗的最优控制。仿真研究对比了采用普通矢量控制与本文所提方案的运行状况。仿真结果表明,直线感应牵引电机行程中恒速区段时间越长,损耗减少得越大,效率提高得越高。

轨道交通中的直线感应牵引电机特性分析

阐述了对电机性能影响最大的纵向边缘效应,通过电磁场分析得到该效应对磁场的负面作用,并使用有效初级绕组相感应电势的方式得到等效系数.通过该等效系数将纵向边缘效应考虑到等效电路中去,使考虑纵向边缘效应的电机特性很方便得到计算.实验中分别讨论了电机在不同气隙和供电频率下的推力、法向力、次级功率因数和效率的变化曲线,为直线感应牵引电机的特性分析和在轨道交通中的应用提供了重要方法和依据.

轨道交通中直线感应牵引电机的性能计算

直线感应电机是直线电机车辆的核心设备。由于纵向和橫向的边缘效应的存在,在沿用旋转感应电机的计算方法计算直线感应电机时,导致计算结果误差较大。本文针对直线电机地铁中的直线感应牵引电机,通过引入修正系数,提出一种直线感应电动机的等效电路,该电路考虑了纵向边缘效应、橫向边缘效应与集肤效应,可以较为精确的求解出该电机的特性。仿真结果表明,等效电路应能真实的反映电机的实际情况,与电机实际工作性能吻合。

感应牵引电机定子绕组涡流附加损耗分析

高功率密度感应牵引电机具有结构紧凑、磁通饱和度高、工作频率高、单位体积损耗密度大等特点。高工作频率导致定子绕组趋肤效应和邻近效应明显增加,在定子绕组中感应高频涡流附加损耗,引起附加铜耗大大增加。基于感应电机内部谐波磁场理论分析定子绕组涡流附加损耗的来源、计算方法及影响因素,并对一款4极650 kW感应牵引电机进行了详细有限元分析。分析了感应牵引电机定子槽内磁场分布、槽内磁场的各次谐波、谐波幅值与距槽口深度的关系,并计算了槽内导体的涡流附加损耗。计算结果表明槽口附近导体的涡流附加损耗最大,随着距离槽口深度的增加,槽内导体的涡流附加损耗呈明显减小的趋势,通过合理设计定子槽口深度可以有效减小槽口附近导体的涡流附加损耗。

强迫风冷直线感应牵引电机工程化设计

根据地铁车辆直线电机的应用要求,对强迫风冷直线电机进行工程化设计:设计了轻量化的铁心结构、应用非金属轻量化材料,以满足电机重量指标;设计了强迫通风的冷却系统,风机额定工作效率保持在最高点,以保证电机温升满足设计要求;设计了适应电机绝缘等级的温度保护系统,以保证电机绝缘寿命等。最后通过电机型式试验,证明直线电机满足堵动推力、温升和轻量化等指标要求。

基于铅酸动力电池组供电的电压源型逆变器——牵引感应电机传动系统的稳定性研究(英文)

建立了铅酸动力蓄电池组供电的电压源逆变器—牵引感应电机驱动系统的周期系数线性模型,基于Lyapunov稳定性理论,分析了各恒速点的周期开关模式电气稳定性因素。仿真研究表明,铅酸动力蓄电池组的动态内阻变化对感应电机驱动系统的速度稳定区域变化影响显著,动态内阻越小越能够扩大系统速度稳定区域。感应电机的定子电阻增大有利于系统稳定性,转子电阻减小能够扩大系统速度稳定区域,励磁电感变化对系统稳定性影响很小,转差率越大系统稳定性越差。因此,合理选择设计感应电机驱动系统电气参数,能够扩大系统速度稳定区域,乃至整个速度范围保持稳定。这有助于在诸如电动车辆的工程应用中,避免电气传动系统振荡现象的发生。