永磁混合磁浮列車驅(qū)動電機(jī)及其控制研究.pdf

1、在城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)和城市規(guī)模日益擴(kuò)大的今天，面向城市軌道交通系統(tǒng)的中低速磁浮列車技術(shù)開始成為磁浮列車技術(shù)領(lǐng)域的一個新的發(fā)展方向。與傳統(tǒng)電磁磁浮列車相比，永磁混合磁浮列車采用長定子永磁直線同步電機(jī)(PMLSM)做為驅(qū)動電機(jī)，電機(jī)動子磁極由永磁材料構(gòu)成，使得系統(tǒng)電能消耗大幅減少，懸浮氣隙增大，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化。在性能和成本方面的優(yōu)勢使其在中低速磁浮列車領(lǐng)域內(nèi)具有廣闊的發(fā)展前景。直線電機(jī)驅(qū)動技術(shù)是磁浮列車的關(guān)鍵技術(shù)之一，因此對永磁混合磁浮列車的

2、驅(qū)動電機(jī)進(jìn)行研究有很高的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文首先介紹了磁浮列車驅(qū)動電機(jī)的主要類型及區(qū)別，分析了M3永磁混合磁浮列車采用的PMLSM驅(qū)動電機(jī)的工作原理和特點(diǎn);從解析計(jì)算和Ansoft Maxwell有限元分析兩方面入手，對驅(qū)動電機(jī)水平推力與其主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系進(jìn)行了詳細(xì)分析。
　　其次，對驅(qū)動電機(jī)推力波動的原因進(jìn)行了詳細(xì)研究，重點(diǎn)分析了齒槽效應(yīng)和紋波推力對推力波動的影響;根據(jù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)下的分?jǐn)?shù)槽理論，研究直線電機(jī)定子動子不等極距

3、設(shè)計(jì)對推力波動的抑制效果，并使用Ansoft Maxwell有限元工具對優(yōu)化后的效果進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　最后對驅(qū)動電機(jī)的控制策略進(jìn)行了研究。建立了d-q坐標(biāo)系下驅(qū)動電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，比較了四種不同電流控制方法下的矢量控制各種的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)磁浮列車的具體需求，選擇isd=0轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制作為驅(qū)動電機(jī)的控制策略。研究了電壓前饋電流補(bǔ)償技術(shù)和基于模型參考自適應(yīng)(MRAS)的無速度傳感器技術(shù)并將其應(yīng)用到驅(qū)動電機(jī)的控制系統(tǒng)中。通過在MAT