基于q轴电流补偿的牵引电机拍频抑制方法研究

以实现电力牵引变流器轻量化为目标,开展了中间直流环节无LC谐振电路时牵引电机拍频抑制方法的研究。首先分析了牵引变流器中间直流环节电压存在的2倍频脉动特性,以及该脉动电压量对同步旋转d-q坐标系电机电流的影响规律;在此基础上,研究了一种基于q轴电流进行补偿的牵引电机拍频抑制方法;最后在半实物仿真平台上对该拍频抑制方法进行了测试验证。结果表明,该拍频抑制方法可以有效降低牵引变流器中间直流环节无LC谐振电路情况下2倍频脉动电压量引起的转矩脉动和电流低频谐波,从而达到抑制电机拍频现象的目的。

基于单周期控制的牵引电机拍频抑制算法数字化实现

交直交传动系统广泛应用于铁路系统中。由于单相整流器自身特点,其输出直流电压存在两倍电网频率的脉动。为满足列车轻量化要求,在取消LC谐振电路的情况下,研究拍频抑制控制策略是解决方案之一。该文首先分析拍频现象的产生机理;然后,分别分析传统调制度补偿和频率补偿的拍频抑制算法原理,在此基础上,基于传统模拟单周期控制(one-cycle control,OCC)思想,给出一种基于电压线性插值补偿的数字化单周期控制算法,将其应用于方波区,可有效实现对拍频现象的抑制,并结合多模式调制算法的特点,解决了分段同步调制与单周期方波控制之间的切换冲击问题。基于DSP TMS320F28335+FPGA SPARTAN6为控制器的RT-LAB半实物实验平台,分别对传统调制度补偿、频率补偿和单周期控制的3种拍频补偿算法进行半实物实验对比验证,实验结果表明:该数字单周期控制拍频补偿算法可有效抑制拍频现象,且可以实现分段同步调制与单周期方波区控制的平稳切换。

高速动车组牵引传动系统拍频抑制及其半实物仿真研究

在高速动车组牵引传动系统中,单相整流器的输出电压中存在2倍电网频率的脉动分量,该分量将导致牵引电机的拍频现象。为抑制拍频现象,同时保证列车轻量化需求,取消牵引传动系统中间直流环节的LC谐振支路、优化牵引电机控制算法是解决思路之一。文中首先分析拍频现象的产生机理;然后分析了传统基于频率补偿的拍频抑制算法原理,并加入了采样补偿算法进行优化改进以满足实际工程应用的需求;最后在半实物实时仿真平台上进行测试验证。仿真结果表明,在牵引和制动工况下,给出的改进算法具有更好的拍频抑制效果。

基于二阶广义积分器的拍频抑制算法研究

在轨道交通牵引系统中,由于使用单相整流器,逆变器的直流输入电压包含纹波分量,该分量频率是网侧电压频率的2倍,会导致牵引电机的转矩和电流产生脉动。为了减少脉动,提出一种基于二阶广义积分器的拍频抑制控制方法。首先,利用二阶广义积分器准确提取纹波分量;其次,注入相位补偿信息组成拍频抑制分量;最后,将拍频抑制分量叠加到磁链上,从而实现拍频抑制。对比了2种优化策略,根据脉动抑制效果实现了控制方法的最优化。通过仿真验证了纹波分量提取的准确性,抑制低频电流和转矩脉动的有效性。

基于外差相敏色散光谱技术的宽动态范围甲烷气体检测

为实现痕量甲烷气体的宽动态范围高灵敏度检测,本文开展了双边带拍频抑制模式的外差相敏色散光谱技术研发,研究了电光调制器工作特性以及偏置电压调控方法,对比了抑制与非抑制模式下的色散相位谱轮廓与信噪比,并对检测性能(如线性动态检测范围)进行了系统研究。基于近红外分布式反馈激光器和电光调制器,搭建了外差相敏色散甲烷气体检测系统,通过探索和分析电光调制器的最佳工作区间,实现了双边带拍频抑制进而得到了大幅值、高信噪比的色散相位信号。测量了典型高频(1.2 GHz)强度调制下甲烷/氮气标气的色散相位信号,获取了色散相位信号峰峰值随气体浓度的变化规律。同时开展了波长调制光谱技术实验,对两种技术的线性度、检测动态范围和对光功率波动的抗干扰性能进行对比研究。最后,通过测量不同浓度的标气验证了该系统在宽动态、快速时间响应下的性能。所开发的基于外差相敏色散光谱技术的甲烷检测系统具有线性度高(R^(2)=0.9999),动态检测范围宽(38.5 ppm~40%),且对光功率波动免疫性高的显著优势。本文研发的基于外差相敏色散光谱技术的气体检测技术在宽动态范围检测和实际现场检测应用领域具有广阔的前景。