机车牵引电机冷却风机传动系统节能运行控制研究

【摘要】：牵引电机冷却风机是机车辅助传动系统的主要组成部分,为确保机车正常运行起重要作用,其性能的好坏直接影响机车的经济性、可靠性。冷却风机由异步电机驱动,异步电机变频调速系统有很好的节能运行特性。目前国内外开始重视机车辅助传动异步电机节能运行控制研究,以减少辅助功率的消耗,提高机车的经济性。本文研究基于牵引电机温升的冷却风机传动系统节能运行控制方法,通过变频调速实时调节风机驱动电机转速来提高辅助传动系统的能量利用率,实现节能降耗运行。 文中详细说明了机车辅助传动系统的结构,并对异步电机传动控制系统的节能运行控制方法进行了综述。介绍了基于电机数学模型的损耗最小法、在线搜索法以及基于整个控制系统协调运行的优化控制策略,并对其各自的优缺点进行了对比。考虑到电机温升检测的传统方法存在需添加相应软硬件、成本高的问题以及有限元法具有实时性差的缺点,本文采用了等效热路法。等效热路法计算简单,实时性好,但这种方法没有考虑电机交变电流引起的集肤效应对电机转子铜损耗即转子温升的影响,以及转子通风口部分堵塞时对电机温升的影响。故本文改进了电机温升检测热路法,建立了具有转子电阻校正以及考虑转子通风口部分堵塞的牵引电机温升模型,设计了冷却风机传动系统模糊控制策略,利用变频调速系统的特性,提出了基于牵引电机温升的冷却风机变频节能运行控制策略。 利用MATLAB/Simulink平台搭建控制系统的仿真模型,计算牵引步电机温升变化时冷却风机运行的频率,分析了变频控制的节能效果。仿真结果表明,提出的控制策略可以降低通风冷却系统的能耗,具有较好的节能效果,且该方法在牵引电机温控过程中具有较强的抗干扰能力和良好的控制精度,可以保证牵引电机在运行过程中发热满足安全设计要求。图31幅,表4个,公式98个,参考文献60篇。 【关键词】：牵引电机 辅助传动 电机温升 节能运行控制 异步电机
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U260.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-9
• 1 绪论9-20
• 1.1 论文课题研究的目的及意义9-10
• 1.2 机车辅助传动系统国内外研究现状10-14
• 1.3 异步电机基本控制策略14-17
• 1.4 牵引电机冷却风机传动系统节能运行控制研究17-19
• 1.5 论文研究的主要内容19-20
• 2 异步电机传动系统的节能运行控制方法20-30
• 2.1 基于模型的效率优化控制20-24
• 2.1.1 功率因数法20-22
• 2.1.2 损耗模型法22-24
• 2.2 基于搜索法的效率优化控制24-26
• 2.2.1 输入功率最小搜索法24-25
• 2.2.2 定子电流最小搜索法25-26
• 2.3 基于牵引电机温升的冷却风机变频调速控制26-28
• 2.4 异步电机节能运行控制方法比较28-29
• 2.5 本章小结29-30
• 3 电机温升检测热场分析方法30-45
• 3.1 电机温升传统检测方法30-33
• 3.2 电机温升有限元检测方法33-36
• 3.3 电机温升热场分析检测方法36-43
• 3.3.1 热场分析法36-37
• 3.3.2 改进的热场分析法37-41
• 3.3.3 改进的热场分析法的仿真41-43
• 3.4 本章小结43-45
• 4 基于牵引电机温升的冷却风机变频节能运行控制系统45-60
• 4.1 冷却风机传动控制系统组成及工作原理45-48
• 4.2 冷却风机传动系统模糊控制48-54
• 4.2.1 冷却风机驱动电机数学模型48-49
• 4.2.2 模糊控制器的设计49-54
• 4.3 基于牵引电机温升的冷却风机节能运行控制系统仿真分析研究54-59
• 4.3.1 牵引电机温升控制系统的仿真研究55-56
• 4.3.2 系统节能效果分析56-59
• 4.4 本章小结59-60
• 5 总结与展望60-62
• 5.1 总结60
• 5.2 展望60-62
• 参考文献62-67
• 主要研究成果67-68
• 致谢68

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

变频调速异步电动机效率优化控制的研究进展    崔纳新,张承慧,杜春水

异步牵引电机的温度场分析    杨丽伟;张奕黄;

基于电机热模型的电动机保护方法的研究    宗鸣,高艺,孙一丹,赫明山

矢量控制异步电动机的自适应控制和参数辨识    徐小增,秦忆

一种改进的电压型转子磁链估计模型    尹雁,邱阿瑞,王光辉

基于内模控制的PID参数整定及仿真    刘洋;王钦若;

电动车组辅助系统的研制    王文胜

基于参数辨识的异步电动机温度在线监测方法    许伯强,李和明,孙丽玲,朱凌

DF_(8CJ)内燃机车交直交电传动系统    张劲松,刘连根

不同结构的列车辅助供电系统分析与比较    熊成林;冯晓云;

基于自调整模糊控制的直线电机矢量控制系统    周娟利;党智乾;

基于自适应补偿低通滤波器的直接转矩控制系统的研究    吴承伟;郭兴众;

模糊控制在结晶器液位控制中的应用    唐富杰;刘如平;杨虎;

异步电机高性能弱磁控制的研究    徐鹏飞;孙建军;刘俊邦;张建国;

基于模糊控制的三通阀控缸系统仿真    欧方明;

一种基于单纯形法的参数自寻优模糊控制器    杨磊;李擎;

智能GPS软件接收机载波跟踪环路设计    唐斌;喻夏琼;董绪荣;赵新曙;

基于SPCE061A的苗木播种系统智能控制的研究    高林;顾红波;李文彬;王乃康;吴晓兰;

基于模糊控制的凸极永磁同步电动机最大转矩/电流比控制策略系统仿真    高金波;张庆范;

高个生能主轴变频器的设计和实现    刘洋;赵金;

灰色模糊控制器在水泥粉磨系统中的仿真研究    王孝红;解海洋;景绍洪;袁铸钢;

基于损耗模型和模糊搜索的异步电机最优效率控制方法    虞正民;颜文俊;包哲静;

Efficiency Optimization of IPMSM for Urban Rail Traction based on IPC    

步进式加热炉的温度智能控制系统    于晓鹏;

基于输入频率异步电机调速节能控制研究    林友杰;谢卫才;

生活垃圾搅拌烘干机的烘干温度模糊控制器设计    李少龙;黄美发;匡兵;

基于情境感知的社交辅助技术研究    於志勇;周兴社;於志文;

感应电动机的模糊效率优化研究    李洁;钟彦儒;

随机数在三分法中的应用    李娟;李晓奇;

基于模糊综合评判的入侵检测告警处置模型    杨强;谷利泽;

甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究    高晓阳

变转速泵控差动缸及低能耗注塑机技术研究    张红娟

永磁式直驱风电机组控制技术研究    刘颖明

变频电源供电永磁同步电动机几个关键技术研究    赵国新

智能居住环境学习和控制策略研究    李慧

面向机电产品方案设计的生命周期评价关键技术研究    王晓伟

城轨牵引内置式永磁同步电机驱动系统效率优化控制方法研究    盛义发

北方寒冷地区分娩母猪舍环境监控系统的研究    李立峰

层间隔震体系的减震机理与减震性能研究    张颖

线性自抗扰控制策略在异步电机调速系统中的应用研究    刘丽英

基于蕴涵算子族的模糊逻辑理论    黄阿敏

城市二次供水智能控制系统的研究与开发    孔祥伟

柴油机电液调速技术研究    田雨

基于DSP的三电平异步电动机直接转矩控制研究    郝春学

嵌入式动力定位控制器的设计与实现    袁瑞琴

基于DSP转台伺服控制系统的设计    吴天柱

基于变论域自适应模糊控制理论的三级倒立摆控制器的研究    张雪

矿井局部扇风机智能控制系统的研究    张丰敏

循环流化床锅炉燃烧系统建模及其控制系统的研究    秦伟

基于差动制动的汽车动力学稳定性控制策略研究    王培

利用MATLAB中Sim Power Systems模库时变压器模型的参数计算及其仿真结果比较    向秋风;刘启华;王晖;

交流伺服系统的非线性控制    张涛,蒋静坪

基于遗传算法优化的定子磁链扩展卡尔曼估计方法    张勇军;王京;李华德;

模糊控制器在无速度传感器矢量控制变频调速系统中的应用    冯培悌

无速度传感器异步电动机直接转矩控制系统的研究    姬志艳，李永东，司保军，郑逢时

感应电动机新型最小损耗控制策略    张承慧,李爱文,张庆范

具有连续输出值的高精度模糊电阻观察器的研究    陈其工

基于MRAS方法的无速度传感器直接转矩控制系统的研究    张海龙,张爱玲,崔江霞

和谐HX_D1型大功率交流电力机车电传动系统    李晓春;毛业军;廖洪涛;

矢量控制异步电动机的自适应控制和参数辨识    徐小增,秦忆

电动汽车的电效率优化问题    牛晨;陈旸;郭鹏义;杨耕;

基于扩展卡尔曼滤波算法的异步电机参数辨识    周熙炜

篦冷机冷却系统技术改造    贺福利,李智勇,王春生

丰田佳美轿车液压风机工作不良    李永清

一种在线高速动平衡方法及应用    方永东;

高压冷却风机系统应用变频节能    宋良;王春红;苏众;

变频调速技术在矿井冷却风机控制上的应用    俞能环;

浅谈电厂锅炉火检冷却风机的应用    李建;

200kA型材时效炉风机的故障分析    张鹏;关学东;

电焊机冷却风机常见故障及消除    邓廷刚，方杨林

直升机滑油系统的设计    朱启昭;常莉;

三菱空调器虚焊引起的故障检修    林文彬

波形刃铣刀片前刀面移动热源所引起的温升    李振加;严复刚;谭光宇;王玉斌;融亦鸣;

2×8m~2竖炉冷却风机节能改造实践    王军明;毕明涛;刘辰荣;

百龙滩水电站机组部分保护修改经验浅谈    唐学创;

1420冷轧CAPL机组一次冷却炉仿真控制模型的研究    石斌;

发电机增容运行的温升分析与对策    贾永斌;刘清平;

锂离子电池内阻变化对电池温升影响分析    张志杰;李茂德;

800kVGIS隔离开关外壳涡流损耗及温升分析    申春红;宋帆;马曾锐;南方;林莘;徐建源;

如何确定电连接器的载流容量曲线    陆劲;

篦冷机篦板篦缝堵塞的原因及处理    刘延伟;刘宏乾;田洪明;

电池热效应分析    王峰;李茂德;

日产1200吨水泥生产线特殊故障的处理方法    黑龙江双鸭山新时代水泥有限公司 那振宽

南钢冷却塔改造节电效果好    记者 邵启明 通讯员 能中宣

从容应对利率温升 保险期待Ａ股突破    晓 琴

“天雁”昨日三喜临门    本报记者 李柏芳　通讯员 袁红英 实习生 龙运方

别让电源毁了机柜    

回转窑托轮瓦温升处理及发热原因    德州晶华集团大坝有限公司 王广强

制度常抓不懈 促进安全生产    杨毅

配料除尘风机应用高压变频节能技术    管襄华 吴尚坤 李平

风机运转的温控电路    广州 梁肇全

实验制作LED灯的经验和方法(上)    湖南 颜新民

滨海电厂温排水对亚热带海域生态影响的研究    曾江宁

植入式微型轴流血泵的研制和初步的实验研究    王玉璇

三相感应电动机软起动及节能运行技术的研究    杜江

基于人工智能和专家系统的中央空调节能运行及故障诊断技术研究与实现    周洪煜

交流电机非线性问题及节能运行的研究    卢贤良

新型吸收式热泵循环理论及实验的研究    钟理

列车追踪运行与节能优化建模及模拟研究    付印平

油田电机系统节能运行决策支持系统研究    郭慧彬

数控机床热变形特性和热误差补偿研究    马术文

激光推进热力冲击破坏机理和防护研究    许仁萍

机车牵引电机冷却风机传动系统节能运行控制研究    邓文慧

工程机械发动机自调角节能冷却风机研究    高猛

电力变压器漏磁场及其金属件温升的工程分析与研究    郑万长

油浸式变压器温度场的数值计算与分析    刘永志

电厂温排放的水环境数学模拟及热环境容量计算    朱羿

电力变压器绕组中的涡流损耗及其温度场研究    庞小东

电力变压器涡流场及热问题计算与分析    井永腾

电厂温排水对水生生物的热影响及水质影响研究    张继民

电动汽车用永磁同步电机水冷系统设计及温升分析    和伟超

电力变压器绕组中的涡流损耗及其温度场研究    李新