基于磁阻电机的有轨电车驱动系统研究

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现代有轨电车作为城市轨道交通系统的重要组成部分,而其牵引传动系统在某种程度上决定了有轨电车的动力品质、能耗和控制特性,同时也影响着有轨电车的可靠性、经济性与舒适性,牵引传动系统是有轨电车节能升级的关键所在。现代有轨电车多采用鼠笼式异步电机传动系统,然而异步电动机起动转矩较小,起动电流冲击大,效率和功率因数较低,而且效率和功率因数在低负载率运行时会变得更低,所以造成电能浪费很严重。而开关磁阻电动机(Switched Reluctance Motor,缩写为SR电动机)驱动系统启动转矩大、起动电流小、可重载起动,结构简单、运行可靠、高效,可四象限运行,具有串励直流电机的输出特性,更适合用作有轨电车牵引传动系统。本文针对SR电动机调速系统(Switched Reluctance Motor Driver,缩写为SRD)及其在有轨电车牵引传动系统中的应用进行研究,从小功率电机入手验证其应用的可行性。主要研究内容有:(1)分析了 SR电动机驱动系统结构与运行原理,研究了线性模型并分析了 SR电动机基本电磁关系及运行特性。(2)根据相关技术标准,对有轨电车用SR电动机功率进行了估算。(3)研究了 SR电动机控制电路的结构组成,对功率电路、驱动电路、检测电路及控制电路进行了研究与设计。(4)以TMS320F2812作为主控制芯片,完成了 SR电动机调速软件的编写,实现了对SR电动机的调速控制。最后,对SR电动机驱动系统进行了调速试验,实验结果表明SR电动机传动系统适合用作有轨电车驱动系统,主控制芯片可以选用TMS320F2812。
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