学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于PWM供电异步牵引电机场路耦合有限元仿真的研究

作　者: 赵翔
导　师: 刘慧娟
学　校: 北京交通大学
专　业: 电气工程
关键词: 异步牵引电机 逆变电路 场路耦合有限元法 SPWM SVPWM
分类号: TM922.71
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 35次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


摘要：近年来,我国根据国民经济发展需要,提出铁路建设跨越式发展的总体思路。在这种背景下,我国机车车辆制造骨干企业通过引进先进技术,进行合作生产,创造自主品牌的方式,研制了CRH系列高速动车组。高速动车组的驱动力直接来自三相异步牵引电机,因此对异步牵引电机的研究显得尤为重要。找到一种对异步牵引电机可实现高精度的仿真方法对于开发和研究异步牵引电机来讲有着重要意义。本文以600kW大功率三相异步牵引电机为研究对象,提出了一种异步牵引电机场路耦合有限元仿真的方法。完成了基于SPWM供电和SVPWM供电,异步牵引电机场路耦合有限元仿真的研究,并对此异步牵引电机在两种PWM供电方式下的运行特性做了较为深入的对比分析。本文首先简单地介绍了有限元法计算电机的理论基础和电磁场有限元仿真分析软件Ansys Maxwell,并在Maxwell14环境下,建立了600kW异步牵引电机的有限元仿真二维模型。将该模型的仿真结果对比该电机在额定状态下运行的数据,以来验证该电机有限元仿真模型的正确性。然后,分别介绍了SPWM逆变电路和SVPWM逆变电路的工作原理,并在Ansys Simplorer9环境下建立了SPWM逆变电路和SVPWM逆变电路的仿真模型。通过对不同制约条件下逆变电路输出线电压的谐波分布进行对比分析,选择最适方案,最终确定两个逆变电路的调制参数和直流电压。随后利用Maxwell软件中的异步牵引电机有限元模型配合以Simplorer软件中的逆变电路模型,完成了基于两种PWM (SPWM和SVPWM)供电异步牵引电机场路耦合有限元仿真。本文最后从直流电压利用率、电流、损耗、转矩和磁链等几个方面对两个仿真做了全面的对比分析。仿真结果验证了由PWM逆变器供电时,给异步牵引电机带来了不利影响；并体现了SVPWM供电方式对比于SPWM供电方式的优势。

全文目录


致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-9
目录  9-11
1 绪论  11-21
  1.1 电力牵引系统与牵引电机的发展和现状  11-15
    1.1.1 直流牵引电机为主的发展阶段  11-12
    1.1.2 交流牵引电机为主的发展阶段  12-15
  1.2 三相异步牵引电机概述  15-18
    1.2.1 异步牵引电机的控制系统  15-16
    1.2.2 PWM供电对异步电机的影响  16-18
  1.3 本文选题的意义和目的  18-19
  1.4 本文主要工作及安排  19-21
2 异步牵引电机的有限元分析  21-31
  2.1 有限元法计算电机的理论基础  21-24
    2.1.1 二维电磁场理论的基础  22-23
    2.1.2 Maxwell软件计算电机电磁场  23-24
  2.2 异步牵引电机有限元仿真模型  24-27
    2.2.1 主要参数  24-25
    2.2.2 求解设置  25-27
  2.3 异步牵引电机有限元仿真的结果  27-30
  2.4 本章小结  30-31
3 基于SPWM供电异步牵引电机场路耦合有限元仿真  31-45
  3.1 SPWM逆变电路的工作原理  31-34
  3.2 SPWM逆变电路模型的建立  34-40
    3.2.1 制约条件  35-36
    3.2.2 谐波分析  36-40
  3.3 基于SPWM供电电机的场路耦合有限元仿真  40-44
    3.3.1 模型确立  40-42
    3.3.2 仿真结果  42-44
  3.4 本章小结  44-45
4 基于SVPWM供电异步牵引电机场路耦合有限元仿真  45-63
  4.1 SVPWM逆变电路的工作原理  45-49
    4.1.1 空间矢量  45-47
    4.1.2 调制方式  47-49
  4.2 SVPWM逆变电路模型的建立  49-57
    4.2.1 clarke变换  49-51
    4.2.2 实现算法  51-55
    4.2.3 谐波分析  55-57
  4.3 基于SVPWM供电电机的场路耦合有限元仿真  57-61
    4.3.1 模型确立  57-58
    4.3.2 仿真结果  58-61
  4.4 本章小结  61-63
5 基于SPWM与SVPWM供电异步牵引电机场路耦合仿真的对比  63-73
  5.1 直流电压利用率的对比  63-65
  5.2 仿真步长的说明  65-67
  5.3 仿真结果的对比  67-72
    5.3.1 电流的对比  67-68
    5.3.2 损耗的对比  68-69
    5.3.3 转矩的对比  69
    5.3.4 磁链的对比  69-72
  5.4 本章小结  72-73
6 总结和展望  73-75
  6.1 总结  73-74
  6.2 展望  74-75
参考文献  75-77
作者简历  77-81
学位论文数据集  81

相似论文

  1. 基于FPGA的五相PMSM驱动控制系统的研究,TM341
  2. SPWM逆变器的重复控制方法研究,TM464
  3. 基于DSP的永磁同步电机控制系统的设计与实现,TM341
  4. 基于DSP的独立光伏发电系统设计,TM615
  5. 独立式光伏发电系统的研究,TM615
  6. 大功率逆变器三相不平衡抑制技术的研究与实现,TM464
  7. HXD3型电力机车电传动系统分析与检修工艺设计,U269.6
  8. 随机SVPWM的算法研究,TN787.2
  9. 二极管钳位型三电平逆变器的研究,TM464
  10. 配电系统级联型有源电力滤波器的研究,TM464
  11. 基于DSP&FPGA的三电平太阳能逆变器的设计与实现,TM464
  12. 同步电机的变频控制,TM341
  13. 30KVA机场调光器的设计及其实验研究,TM923.57
  14. 永磁同步直线电机伺服控制系统的FPGA软件模块设计与实现,TM359.4
  15. 三相三电平PWM整流器的研究,TM461
  16. 不平衡工况下链式STATCOM的控制策略研究,TM761.1
  17. 电动执行机构伺服驱动系统开发,TM921.541
  18. 基于FPGA的永磁同步电机矢量控制系统的研究,TM341
  19. 逆阻型IGBT的三相T型逆变控制系统分析与设计,TM464
  20. 宽频宽压逆变系统研究,TM464
  21. 多电平光伏逆变器的并网控制策略研究,TM464

中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电气化、电能应用 > 电力牵引 > 牵引电气设备及辅助机组 > 牵引电机
© 2012 www.xueweilunwen.com