基于DSP的城市軌道交通永磁電機(jī)牽引系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著永磁同步電機(jī)(PMSM)牽引系統(tǒng)在城市軌道交通車輛中的廣泛使用，對(duì)永磁同步電機(jī)牽引系統(tǒng)的可靠性提出了更高的要求。列車往往采用多臺(tái)PMSM同時(shí)驅(qū)動(dòng)來(lái)獲得更大動(dòng)力，單臺(tái)逆變器只能驅(qū)動(dòng)單臺(tái)PMSM，當(dāng)其中一臺(tái)逆變器發(fā)生故障后，對(duì)應(yīng)的牽引電機(jī)將停止工作，從而對(duì)整個(gè)牽引系統(tǒng)造成影響。因此，研究高可靠性的城市軌道交通永磁電機(jī)牽引系統(tǒng)就顯得非常必要。
　　本文以一種具有容錯(cuò)性能的永磁容錯(cuò)牽引模塊作為研究對(duì)象，主要研究了永磁容錯(cuò)牽引模塊在正常

2、模式下以及容錯(cuò)模式下控制系統(tǒng)的脈寬調(diào)制策略。
　　論文主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　1、闡述了本課題的研究背景和意義，對(duì)現(xiàn)代有軌列車的發(fā)展現(xiàn)狀、永磁同步電機(jī)牽引系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀以及電機(jī)矢量控制系統(tǒng)脈寬調(diào)制策略的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹;
　　2、介紹了一種具有容錯(cuò)性能的永磁容錯(cuò)牽引模塊，給出了永磁容錯(cuò)牽引模塊正常模式、隔離模式、容錯(cuò)模式下的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。提出了模擬固定逆變器固定橋臂故障條件下的基于DSP的永磁容錯(cuò)牽引模塊。分

3、析了永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型以及矢量控制的基本原理;
　　3、介紹了傳統(tǒng)空間矢量脈寬調(diào)制(Space Vector Pulse Width Modulation，SVPWM)算法的原理和數(shù)字實(shí)現(xiàn)過(guò)程，提出了一種快速最小占空比跟蹤法(Fast Minimum Duty-cycle Point TrackingMethod，F(xiàn)MDPT)。分別對(duì)基于SVPWM算法和基于FMDPT算法的永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真研究。分別對(duì)基于SV

4、PWM算法和基于FMDPT算法的永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。以傳統(tǒng)SVPWM算法作為參考，驗(yàn)證了所提FMDPT算法的正確性;
　　4、提出了一種基于DSP的電機(jī)矢量控制系統(tǒng)脈寬調(diào)制策略代碼段執(zhí)行時(shí)間測(cè)量方法。在同一永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)下，對(duì)SVPWM算法和FMDPT算法代碼段的執(zhí)行時(shí)間進(jìn)行了測(cè)量，證明了FMDPT算法的執(zhí)行效率更高。首次使用DSP28335作為控制器實(shí)現(xiàn)了五相占空比跟蹤法在五相逆變器雙三相永磁同步電