文档介绍：北京交通大学
硕士学位论文
直线电机推力与垂向力解耦的矢量控制研究
姓名:郑惠超
申请学位级别:硕士
专业:电气工程
指导教师:游小杰
20090601
中文摘要摘要:直线电机地铁是采用直线感应电机驱动,利用轮轨完成其支撑和导向的新型城市轨道交通模式。由于造价低、振动小、噪声低、爬坡能力强、牵引能力优越、通过曲线半径小、能耗低、污染小、安全性能好等诸多优点而得到越来越多的应用。但是直线电机本身也有一些缺点,主要是它的效率和功率因数低。产生这样结果的原因有两方面,一是由于直线电机的大气隙和边端效应的影响,二是由于直线电机初次级间存在的垂向力的作用。本文正是针对直线电机的这些缺点进行分析研究,通过对边端效应和垂向力等特性的分析,采用有效的补偿和优化控制策略,从而可以显著提高直线电机的能耗利用率。本文分析了由直线电机的特殊结构而带来的电机特性的变化,特别是动态纵向边端效应和横向边端效应的影响,建立了考虑端部效应后直线感应电机的动态数学模型,并推导了其在两相静止坐标系下的状态方程。在此基础上,采用数编写了直线感应电机的动态仿真模型。接着分析了直线感应电机推力和垂向力的特性,并通过仿真实验得到了电磁力的特性曲线。仿真结果表明在直线电机运行过程中,特别是额定速度附近区间,其垂向力可达推力的丁K砸5玫高性能的控制效果,就必须考虑直线电机的垂向力因素。论文中讨论了基于矢量控制的推力与垂向力解耦的控制方案,这种方法采用优化后的磁链控制,在不改变电机运行性能的前提下使垂向力达到最小,从而实现电机运行能耗最小化的目的。还建立了直线感应电机牵引控制仿真系统,通过仿真实验初步验证了这种方法在减小电机能耗方面的有效性。最后,利用直线电机牵引综合实验台,采用设计的解耦控制方案进行了实验,实验结果验证了所提出控制方法的正确性,并且具有良好的稳态和动态性能。关键词:直线感应电机,解耦控制,推力,垂向力,矢量控制分类号:;
...,.:,琤瓵瓸.,,甌琓琕Ⅵ
独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料胛乙煌ぷ鞯耐径员狙芯克龅娜魏喂毕拙言诼畚闹凶了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名:签字日期:北京交通大学硕士学位论文年月日
柳槛签字吼巧年/。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。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得导师签名:学位论文作者签名:
致谢本论文的工作是在我的导师游小杰教授,指导老师杨中平副教授和郝瑞祥副教授的悉心指导下完成的。游老师在两年的研究生期问给了我很大的帮助和支持,本论文从选题到最后实验方案的实施等各个方面均得到了导师的认真指导和帮助,在此表示衷心的感谢。杨中平老师从我进入实验室起就对我的研究工作进行悉心的指导,无论是在学时的为人处事上,杨老师都给予过我很大的帮助,与他的讨论和交流也使我受益匪浅。他正直的人品、力求完美的做事风格和对待工作兢兢业业的态度给我留下了很深刻的印象,为我树立了科学工作者的榜样。郝瑞祥老师悉心指导我完成实验室的科研工作,他严谨的治学态度和科学的工作方法给了我很大的影响,在平时的学习和生活中也给予我很大的关心,他的悉心指导使我能够顺利完成科研课题,在此表示衷心的感谢在论文的研究过程中,还得到了林飞老师、张立伟老师、孙湖老师、黄先进老师、贺明智老师、王琛琛老师的指导及帮助,他们对于我的研究课题提出过很在实验室学习期间,得到了刘建强博士、赵佳博士、郭超勇博士、高吉磊博士的悉心指点和耐心帮助,在此向他们表示感谢。在本论文的实验过程中,万磊和宗波等同学给予了大力的支持和帮助,使我能够顺利进行实验,非常感谢他们。同时,还得到了时智勇、郑华熙、盛彩飞、李明娟、王丹、李志军、刘玉洁、吴学明、冯轲、张雅静、顾赞、邱晓露、黄云鹏等同学在学习、生活等各个方面的鼎力相助,与他们相处的时光是我最大的财富,在此表示深深的谢意。最后,感谢我的父母和亲人朋友,他们的支持使我能够在学校专心完成我的多宝贵的意见,非常感谢。学业。
髀直线电机轨道交通系统的发展与现状③随着城市的发展,人们对于环保的要求更高,但传统粘着驱动方式噪音大,④随着地铁车辆速度不断地加快和站间距不断的缩短,要求地铁车辆的起动随着世界城市化进程的不断加快,交通问题