高 雅 刘卫国 骆光照



牵引机车用永磁同步电机断电-重投控制系统研究

高 雅1刘卫国2骆光照2

（1. 西安工业大学电子信息工程学院 西安 710021 2. 西北工业大学自动化学院 西安 710129）

针对机车牵引用永磁同步电机过电源分相区断电-重投时电流和机械冲击大的问题，设计了一种闭环的断电-重投瞬间冲击最小寻优重投控制系统。在永磁同步电机三相瞬态数学模型的基础上，从正弦基波和带有谐波分量的PWM调制电压波形出发，分析了断电-重投瞬间冲击产生的原因。根据分析结果，对控制时重投瞬间的给定转速进行了设定，对位置进行了实时的修正和补偿，引入了模拟逆变器的概念，以减小重投瞬间机械开关引起的机械冲击。最后，设计了一个具有实时监测和修正能力、拥有最终决策权的寻优控制器。经仿真和实验对比，验证了本文对瞬态冲击产生机理分析的有效性及设计的控制系统在减小断电-重投瞬间冲击强度的积极作用。

永磁同步电动机 断电-重投 寻优控制 电压模拟控制 误差补偿

0 引言

目前，高速轨道机车主要采用感应电机，但其存在体积大、效率低及功率因数低等缺点，从而使能源利用率不高。而在交流传动领域，永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM）与感应电机相比拥有许多显著优点，所以永磁同步电机作为机车牵引电机已成为一个新的研究方向[1]。当前，国外在这方面的研究已经取得一定的进展，如：德国西门子、法国阿尔斯通和日本川崎等机车公司最新研发试验的高速动车都采用PMSM作为牵引电机。……