高速动车组牵引电机控制研究.docx

高速动车组牵引电机控制研究《电气应用杂志》2014年第十二期一、高速动车组牵引电机的基本原理高速动车组牵引电机的电压模型为式中uds和udr分别为定子和转子的d轴电压;uqs和uqr分别为定子和转子的q轴电压;ids和idr分别为定子和转子的d轴电流;iqs和iqr分别为定子和转子的q轴电流;ψds和ψdr分别为定子和转子的d轴磁链;ψqs和ψqr分别为定子和转子的q轴磁链;Rs为定子的电阻;Rr为转子的电阻;p为微分算子;ωs为高速动车组牵引电机的同步频率;ωsl为滑差频率。高速动车组的牵引电机的磁链模型。二、高速动车组牵引电机模糊PID控制器的设计1.模糊PID控制系统的设计根据高速动车组牵引电机控制的需求设计了相应模糊PID控制系统如图1所示。控制系统的输入变量为高速动车组牵引电机的电磁转矩的误差e(t)和转矩误差变化率ec(t)控制系统的输出变量取为ΔkP(t)、ΔkI(t)和ΔkD(t)Tzr(t)为牵引电机转矩的预设值Tze(牵引电机转矩的反馈值所以牵引电机转矩的误差计算公式为2.模糊变量的设置模糊PID控制系统的输入变量和输出变量为{NLNMNSZEPSPMPL}(15)式中NL、NM、NS、ZE、PS、PM、PL分别为负大、负中、负小、零、正小、正中、正大。取三角形隶属度函数e(t)和ec(t)的论域设置。三、高速动车组牵引电机控制仿真以某高速动车组为研究对象对其进行控制仿真研究高速动车组的总质量为3840t车轮直径为0.85m牵引电机的数量为14台传动比为2.884传动效率为0.96。高速动车组牵引电机的参数如下:额定功率550kW额定电压为2700V额定频率为140Hz额定转矩为820N•m定子电阻为0.20Ω定子漏感为1.34mH转子电阻为0.22Ω转子漏感为0.85mH互感为26mH极对数为2。高速动车组牵引电机控制仿真结果如图2所示。从图2可以看到利用模糊PID控制系统对高速动车组牵引电机进行控制仿真相对于传统的PID控制系统具有响应时间短超调量小的特点能够满足高速动车组运行的需求。四、结束语将模糊控制和PID控制融合起来构成的模糊PID控制系统应用于高速动车组牵引电机控制中利用Matlab软件编制了相应仿真程序进行控制仿真分析结果表明模糊PID控制系统具有较好的控制效果能够保证高速动车组平稳运行。作者：周叙国单位：贵州工业职业技术学院