空调系统是地铁车辆的重要设备,直接影响乘坐的舒适性。一方面传统空调温度调节方式较简单,温度调节性能差,效率低,另一方面常规空调系统多采用感应电机,定频控制方式,启停频繁,启动电流大,损耗大。而变频空调在温度调节性能和节能方面更具优势,更加符合当前地铁对车辆空调的需求,本课题对地铁车辆空调系统电源、电机驱动,温度调节方式展开研究。为满足地铁车辆系统对供电高可靠性的要求,研究了空调电源拓扑及控制,选择两电平加工频变压器方案。采用双闭环PI加前馈解耦控制,以维持输出电压稳定,并且输出的无功、有功电流与功率实现分别调节。为实现地铁变频空调满足不同工况,在较大范围内调速,针对永磁同步电机特性,研究了SVPWM矢量控制策略:在基频以下采用恒转矩控制,在基频以上采用恒功率控制,可实现在较宽的范围内调速,以提高系统调节能力。针对温度纯滞后的特性及常规温度PID调节动态特性差的不足,研究地铁车辆空调温度控制方案,在传统PID控制中加入模糊控制,采用模糊-PID控制方式。在前面工作基础上,设计了变频空调PMSM驱动系统的硬软件,对比分析了不同控制器参数、负载突变工况下对系统性能的影响。通过理论分析与实验测试,本课题所研究的空调系统可保证其输出电源可靠,满足负载对电源电压性能要求;PMSM采用的控制策略可实现较宽范围内调速,以适应不同情况;采用的温度模糊-PID调节,改善了温度控制动态特性,又提高了调节的舒适性。实验结果表明在负载突变情况下,系统依然保持稳定,抗干扰性较强;选择合适控制器参数可明显改善电机驱动系统的动态响应,有一定的实用价值。