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1、異步牽引電機(jī)起動(dòng)峰值電流抑制控制策略研究摘要：針對(duì)DTC模式下異步牽引電動(dòng)機(jī)起動(dòng)峰值電流過(guò)大的問(wèn)題，提出了一種抑制界步牽引電機(jī)起動(dòng)峰值電流的轉(zhuǎn)矩和磁鏈分時(shí)控制策略。根據(jù)兩相靜止Q0坐標(biāo)系下異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，利用Matlab/Simulink軟件包中的S函數(shù)模塊和基本模塊，構(gòu)建出直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真模型，對(duì)交流異步電動(dòng)機(jī)在不同控制策略下的起動(dòng)過(guò)程進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真。仿真結(jié)果與目前牽引電機(jī)運(yùn)行的數(shù)據(jù)接近，證明了該仿真模型的合理性和有效性；同時(shí)，仿真結(jié)果表明轉(zhuǎn)矩和磁鏈分時(shí)控制策略至少可以降低2/3的起動(dòng)峰值電流。關(guān)鍵詞：異步電動(dòng)機(jī)；起動(dòng)峰值電流；直接轉(zhuǎn)
2、矩控制；MatlabResearchonControlStrategyforSuppressionofAsynchronousTractionMotorStartingPeakCurrentAbstract:Fortheproblemofasynchronoustractionmotorstartingpeakover-currentintheDTCsystem,thispaperproposestorqueandfluxlinkagetime-sharedcontrolstrategyforsuppressionofasynchronoustr
3、actionmotorstartingpeakcurrent.Accordingtodynamicmathematicalmodelona卩coordinatesystemofasynchronousmotor,thesimulationmodeloftheDTCsystemisestablishedbyusingS-FunctionandstandardmodulesinMatlab/Simulinksoftwarepackage?Theresearchonthesimulationofstart-upproceedingofACasynchr
4、onousmotoriscarriedoutwiththeuseofthemodelunderdifferentcontrolstrategies.Simulationresultsandthemotoroperationdataatpresentareclose,whichtestifiestheaccuracyandtheeffectivenessofthesimulationmodel;Atthesametime,thesimulationresultsindicatethattorqueandfluxlinkagetime-sharedc
5、ontrolstrategycanreducetwothirdsstartingpeakcurrent.Keywords：Asynchronousmotor;Startingpeakcuixent;Directtorquecontrol;Matlabo.引言交流異步電動(dòng)機(jī)因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用安全、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，已得到了廣泛應(yīng)用叭特別是近年來(lái)在軌道牽引系統(tǒng)中應(yīng)用口益廣泛⑵。本文所研究的主要對(duì)彖是從三菱公司引進(jìn)的使用在CRH2型高速動(dòng)車(chē)組上的界步牽引電機(jī)。該電機(jī)實(shí)際的控制方式為口本九十年代成熟的矢雖控制模式。目前，在國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)的春城號(hào)、
6、中原之星、中華之星、奧星動(dòng)車(chē)組和北京、上海兒種地鐵列車(chē)均采用的是直接轉(zhuǎn)矩控制(DirectTorqueControl,簡(jiǎn)稱(chēng)DTC)系統(tǒng)，即將研發(fā)的350公里動(dòng)車(chē)組也將DTC系統(tǒng)作為主要的可選方案。將該電機(jī)推廣使用在DTC系統(tǒng)中面臨著許多需要解決的問(wèn)題。傳統(tǒng)DTC系統(tǒng)一個(gè)明顯缺點(diǎn)是產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)較大，并且還存在電機(jī)的起動(dòng)階段開(kāi)關(guān)頻率過(guò)高和起動(dòng)峰值電流過(guò)人的問(wèn)題。文獻(xiàn)［3,4］對(duì)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)進(jìn)行了研究，捉岀了許多改進(jìn)方法；文獻(xiàn)［5］為了解決起動(dòng)階段開(kāi)關(guān)頻率過(guò)高的問(wèn)題，在電機(jī)的低速階段采用了間接轉(zhuǎn)矩控制策略，高速階段采用直接轉(zhuǎn)矩控制；本文則是針對(duì)DTC系統(tǒng)
7、中電機(jī)起動(dòng)峰值電流過(guò)大這一問(wèn)題進(jìn)行了研究。木文在分析交流界步電機(jī)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，借助于Matlab強(qiáng)大的仿真建模能力"利用Simulink中內(nèi)含的功能元件，建立了交流異步電動(dòng)機(jī)DTC系統(tǒng)的仿真模型。通過(guò)對(duì)界步電機(jī)起動(dòng)過(guò)程的仿真研究,實(shí)現(xiàn)了在DTC模式卜-有效抑制界步牽引電動(dòng)機(jī)起動(dòng)峰值電流的分時(shí)給定轉(zhuǎn)矩和磁鏈控制策略。1.電機(jī)數(shù)學(xué)模型1.1.坐標(biāo)變換矩陣根據(jù)雙軸理論，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)通過(guò)三相到兩相的Park矢量變換，可以得到兩相靜止(X、卩坐標(biāo)下電動(dòng)機(jī)模型。電機(jī)在三相靜止坐標(biāo)系卜-定子電壓、電流及磁鏈用(X、卩坐標(biāo)下的各分量表示如下：USAUSBusc
8、=■1-1/2-1/20V3/2-V372J(1)iSAl_10_?■1SBisc.-1/2-1/2V3/2—j3/2_1sa(2)Vs
