一、交流异步牵引电动机的设计特点（论文文献综述）
伍赛特[1]（2021）在《机车电传动系统技术特点及未来发展趋势研究》文中进行了进一步梳理介绍了机车电传动系统的组成、分类、相关技术特点及应用,重点对其未来发展趋势进行了研究。未来,机车电传动领域将广泛采用交流传动方式,并大力推进新型电力电子技术和车载微机控制技术的研发,同时也将建立机车技术开发平台,实现产品的标准化、系列化和模块化。针对电传动而开展的相关技术研究及工程试验将有力推动我国未来机车车辆技术的发展。
马千柱[2]（2021）在《城市轨道车辆异步牵引电动机电磁方案设计》文中指出根据城市轨道车辆的运行特点,对城市轨道车辆用异步牵引电动机的电磁方案设计及额定考核参数取值进行详细说明,并在此基础上,介绍了城市轨道车辆异步牵引电动机的设计方法。
付闯[3]（2020）在《交直交电力牵引试验平台测控技术研究》文中研究指明随着轨道交通车辆的运行速度越来越快,电力牵引及其控制技术已经应用的十分广泛,列车的电力牵引系统和制动系统所需制定的标准也越来越高。为了使电力牵引试验平台能够对整车进行型式试验,包括牵引特性和电气制动特性的模拟,同时利用该平台能对牵引变流器、牵引电机进行开发,对电机特性进行研究测试,本课题对电力牵引系统性能试验平台的测控技术进行了研究,研究重点是电力牵引试验平台的控制和检测技术。本文提出了通用与各种驱动方式的电力牵引试验平台的总体架构,可以在此试验平台上实现对于车辆电力牵引和电气制动的静态工况和动态工况的模拟,并且采用开源方式建立通用的电力牵引试验平台的控制软件,实现对牵引制动过程静态工况和动态工况的模拟运行试验。实现各个试验所需的控制流程,并且能够按照要求进行数据采集及分析,可以满足大多数试验所需要求。本文首先对交直交电力牵引试验台进行构建,包括动力系统和测控系统,对两者分别进行需求分析,要保证能对电机制动牵引过程进行静态动态试验,分析所需测量的参数,设计出试验平台中控制指令的传输方式以及通信类型。再进行测控系统的具体设计,设计模拟量控制和串行总线通信控制,提出一套总体的控制方案。在此基础上,本文设计出开源式通用的测控软件,采用模块化设计方法,完成整个试验平台测控系统的主程序和各个模块的子程序,实现对试验平台的试验工况控制及性能数据采集。采用Lab VIEW编程完成整个试验平台测控软件的编写,最后在单轴小功率交直交电力牵引试验系统上对试验平台测控软件系统进行验证。
孟凡顺[4]（2020）在《内燃机车永磁同步电机牵引系统的改进》文中认为目前,国内基本采用直流励磁同步发电机作为牵引发电机,三相异步电机作为牵引电动机这种技术成熟的内燃交-直-交牵引传动形式。随着永磁技术的迅猛发展,具备了应用于内燃机车的技术准备且日趋成熟。现在电传动永磁同步牵引系统在城市轨道交通领域逐步得到应用,首台内燃永磁同步电机牵引系统也已经完成现场调试。本文以某企业小功率内燃机车永磁同步牵引传动系统为背景,针对现场调试过程中存在的一些问题,对牵引传动系统进行优化改进。目前主要存在如下两个问题:第一,在牵引系统主电路的选择上存在缺陷,企业原始设计采用不控整流,导致中间直流环节电压与柴油机转速近似正比,造成了当机车所需牵引功率较小的情况下,随着机车速度的提高,仍然需要提升柴油机转速以保证系统弱磁的进行,无法保证柴油机运行工况的稳定性和柴油机的经济性。第二,在机车起动阶段和机车速度变化较快时,存在柴油机憋停的现象。本文针对以上两个问题进行研究,对永磁同步牵引系统进行改进。首先从整车网络结构和牵引控制系统网络结构两部对永磁同步内燃机车网络控制系统进行研究。通过相关计算验证网络控制系统控制周期的合理性,利用仿真的手段分析时延对牵引系统网络控制实时性的影响;其次,将不控整流牵引系统改进为PWM脉冲整流牵引传动系统,并对发电系统控制器及控制策略进行设计,以保证与传统内燃机车相同,在司控器牵引手柄位一定（即牵引功率一定）时,柴油机转速和输出功率为恒定值,同时还可以保证在全速范围内电动机牵引系统弱磁的需求;然后,对永磁同步电动机牵引系统进行改进,采用合理的控制策略实现系统弱磁,使其具有较宽的调速范围且具有较好的动态特性,保证内燃机车的运行需求。最后,本文针对柴油机憋停问题,结合现场调试过程中存在直流母线过流故障的现象,对在低负荷情况下由于牵引电动机矢量控制性能不佳造成柴油机憋停的原因进行分析。即在起动阶段以及机车速度变化较快时,电动机牵引系统的调节特性较差,导致直流母线电流过流,从而造成在低负荷下柴油机输出功率急剧变化,最终导致柴油机憋停。利用Matlab/Simulink软件搭建改进后的永磁同步牵引传动系统仿真模型,验证改进后系统设计的合理性,并对造成柴油机憋停的原因进行验证。
孟凡奇[5]（2020）在《牵引异步电动机故障诊断》文中研究表明近几十年,铁路运输在追求高速的同时,安全也一直放在首位。牵引机车的构造越来越复杂,结构也更紧凑,一旦其中某个零件发生故障,很有可能引起更大的故障,造成人员伤亡与巨大经济损失。牵引电机作为机车牵引、制动的主要构件,安全可靠的运转至关重要。牵引电机多采用三相鼠笼式异步电动机,其故障类别根据结构划分为定子、转子、气隙、轴承几种,本文选取转子故障中的转子断条故障主要介绍。铁路在日常维护中,时常要对牵引电机的转子端环进行补焊,说明牵引电机存在转子断条的隐患,而且进行补焊后的转子强度下降更易损坏,故在牵引机车上加设转子断条故障诊断系统很有必要。故障诊断系统主要分为两部分:数据采集、诊断分析。由于是为牵引机车服务的故障诊断系统,工作时应结合牵引机车的实际运行工况,本文选取“稳态”运行工况作为诊断时刻,并提出利用希尔伯特黄变换（HHT）捕捉“稳态”数据及小波分析识别转子断条故障。本文为牵引机车诊断系统提供了两套数据采集方案。基于机车牵引控制单元（TCU）的数据获取方案所用硬件最少、实现容易、可获取的数据也更多,但需对TCU进行改造,未考虑故障诊断的TCU难以实现;为保证在不改造TCU的基础上能够识别转子断条故障,本文设计了独立的数据采集方案,此方案需独立设置信号调理模块、数据管理方案等等。牵引电机作为变频电机,诊断原理虽与定频电机类似,但实际运行过程中,随着牵引机车工况的改变,牵引电机的转差率、定子电流基频频率均会发生变动。本文利用Simulink仿真验证了这一理论,同时得出了需检测这两个参量以提高系统识别率的结论。本文最终利用Simulink及拟合曲线两种方式验证了本系统可以在不同工况下识别出转子断条故障,并提出牵引机车应选取的故障识别工况。
廖看秋[6]（2020）在《动车组牵引系统低频磁场发射特性研究》文中研究表明随着我国铁路行业的飞速发展,大功率电力电子设备被广泛应用于各系列动车组,而大量的信号设备与电缆都集中在车底,导致车内外电磁环境日趋复杂。鉴于牵引变流系统是动车组主要低频电磁骚扰源之一,为了研究高速列车车底的低频电磁特性,本文以CRH2型动车组的牵引变流器系统为主要研究对象,建立了牵引变流器和牵引电动机的内部模型,并仿真分析了输出电流谐波。在此基础上,研究了牵引系统输出电流引起的动车组车底低频磁场的分布特性。首先,从牵引变流器的结构着手。考虑到CRH2型动车组采用的是三电平式拓扑结构,将其与传统的两电平电路进行比较,分别描述了三电平整流器与逆变器的电路结构,并且通过对等效开关原理图的分析,得出了不同工作模式下的状态变化。其次,根据脉冲宽度调制原理,详细介绍了SPWM的调制机理及方法。将牵引变流系统分为整流电路和逆变电路,并在Ansys Simplorer平台上分别搭建了整流器和逆变器的主电路和控制模块,仿真结果符合预期。然后,将整流部分与逆变部分连接起来构成了牵引变流器,将得到的输出电流作为骚扰源之一,并对其进行了时域和频域的分析,计算了各电流谐波分量占总电流的比例。电机泄漏电流是牵引系统的另一重要骚扰源。根据感应电动机泄漏电流产生的原因,详细研究了由于PWM调制引起的共模电压,建立了由电机内部杂散电容构成的共模通路模型,并且分别计算了电路中各杂散电容的值。然后在Ansys Simplorer平台上搭建了与牵引变流器电路相连的共模通路,通过仿真计算了泄漏电流,分析了该电流的谐波分量。最后,为了研究动车组车底的电磁环境,在Ansys Maxwell平台上搭建了动车组车底模型,并分别加入了主要电磁骚扰源:牵引变流系统输出电缆电流、电机泄漏电流、钢轨回流和车体回流,定性和定量分析了这四种骚扰源在车底产生的低频磁场分布。然后同时考虑这四种骚扰源,在50Hz涡流场的条件下,对动车组车底低频磁场分布特性进行了仿真分析,得出钢轨回流和电缆电流对车底影响较大的结论,这为研究高速列车电磁兼容性提供了帮助。
龙辉[7]（2020）在《轮对电机磨合试验台控制系统的研究与设计》文中提出轨道交通运输以其环保节能、载运容量大、安全可靠等优点在我国公共运输领域占据重要地位。近年来随着高速动车组的发展,轨道交通运输变得更快速便捷、舒适准点,成为我国的运输大动脉。轮对电机总成是机车走行部最重要的部分,而轮对电机更是重中之重,决定着动车组能否正常运行。因此,在电机装车前必须进行轮对电机磨合试验。本课题根据轮对电机磨合试验要求,针对CRH2型动车组牵引电动机,设计了磨合试验台控制系统。论文分为系统主电路、控制系统硬件和系统软件三大部分。介绍了电力牵引传动系统,理清了从电网电源到牵引电机输入端的技术路线,为系统方案设计作参考。针对CRH2型动车组牵引电机结构与参数,结合《三相异步电动机试验方法》和《CRH2动车组四级检修规程》总结出磨合试验要求为频率不变时调节电压观察电流和正反转调速。通过研究牵引电机调速方法,提出了SPWM变频调速方案,采用低压变流器+高压变压器的主电路设计方案,并确定了双极性SPWM控制和PID调节结合的控制策略。低压变流器由三相不可控整流电路和电压型三相全控逆变电路构成。控制系统需要采集牵引电机的电压、电流、转速、温度等信号并送入上位机处理,硬件电路设计以可编程逻辑器件FPGA为控制芯片,设计了最小系统电路,包括电源电路、时钟与复位电路和配置电路;紧接着设计了8通道A/D转换电路、与上位机通信的USB通信电路、IGBT驱动电路以及过电压过电流保护电路。软件设计分为FPGA数字程序设计和上位机人机交互程序。FPGA数字程序设计的本质是实现数字电路的结构和时序逻辑设计。本文选择在Quartus Prime平台使用Verilog语言来开发,其中模块的时序逻辑是FPGA设计的重点,包括时钟模块、A/D采样模块、FIFO缓存模块、USB通信模块及其固件程序、PI算法模块、SPWM波形产生模块。上位机程序使用C#语言在Visual Studio开发环境中编写,是实现人机交互的界面,可完成数据采集后显示、存储、删除、另存到U盘等功能以及控制电机正反转、调压、调速等操作。
李久[8]（2020）在《地铁牵引传动试验平台再生能量回馈方案研究》文中指出地铁牵引传动试验平台是地铁车辆出厂前检测其关键部件性能的重要测试系统。测试期间,牵引电机需要频繁经历启动加速和制动减速,加速时消耗大量的电能,而制动时减速过程又产生一定数量的再生电能。再生电能会造成直流母线电压波动,国内试验平台多采用泄放电阻来消耗掉再生电能,既白白消耗掉再生电能,又增加排风散热设备的耗能,形成不必要的二次电能浪费。为实现再生电能的回收再利用和减小再生能量对直流母线的冲击,本文在构建地铁车辆牵引试验系统模型的基础上,提出一种将再生制动能量逆变回馈到低压交流电网的研究方案,并设计试验系统的状态检测程序。主要工作内容如下:（1）在牵引传动试验系统建模与仿真分析方面。首先,以能量利用角度通过分析牵引传动试验平台的国内外发展现状和主流再生能量吸收方案优缺点,确定逆变回馈型再生制动能量作为研究方案;其次,在阐述回馈型地铁牵引传统试验平台组成结构和工作原理的基础上,定性分析了再生能量的产生以及流动方向;其次,在构建牵引电机运动模型、矢量控制模型和机械轴动力学模型的基础上,组建车辆牵引传动试验系统模型,并仿真分析牵引电机在不同速度制动时的情况。（2）在逆变回馈至低压电网系统的建模与仿真方面。首先,在研究电压源PWM逆变器的基础上,定量计算出逆变电路各主要元件参数;其次通过对比分析不同滤波器的滤波效果,设计基于SVPWM控制方法的电压电流控制系统,并给出其PLL锁相环的工作原理;最后,构建逆变回馈至低压电网系统的电路模型,并通过数字仿真验证了设计结果的合理性。（3）在程序设计和试验验证方面。首先,协助制造商在石家庄铁道大学地铁牵引传动试验平台上搭建了逆变回馈系统,并进行整体调试。其次,设计和编写了能量回馈检测软件和试验平台状态检测软件,并开展多种试验项目;最后,大量试验数据表明,逆变回馈方案不仅能保证试验平台的稳定行,且抑制了直流母线电压的波动。
赵杨杰[9]（2020）在《HXN5内燃机车电机对机车信号干扰防护研究》文中研究说明目前,随着一带一路的发展、青藏铁路及既有线的持续运营,内燃机车具有不可替代的地位。鉴于内燃机车上微电子器件的弱电设备广泛使用,强电与弱电之间的电磁干扰问题越来越频繁地出现,开始引起铁路工作者和学者的注意。内燃机车牵引电机可能对机车信号形成严重干扰,引起接收线圈接收的码型严重畸变,甚至出现其它码型特征,导致机车信号突变和译码错误,从而引发制动降低运行效率,甚至由于信号升级带来安全隐患。本文以此类故障案例为背景,对机车牵引电机的交变磁场以及对外干扰展开研究,结合铁路现场实际案例分析机车信号车载系统受干扰的原因,提出解决方案,保障机车信号解码译码的准确性。论文主要工作如下:（1）机车牵引电机对机车信号接收线圈的干扰分析。从机车结构原理出发,介绍机车传动系统以及牵引电机形成干扰原因;围绕电磁骚扰三要素,分析典型牵引电机对机车信号接收线圈的干扰及其耦合关系。（2）三相异步电机的状态分析和仿真分析。概述三相异步电机的工作状况,电机绕组的磁势以及产生感应电流和磁场的关系;基于有限元理论以Maxwell方程组为基础搭建牵引电机仿真模型,研究牵引电机在不同工况下的磁场干扰强度。（3）机车信号受干扰定量研究。以现场实际应用的交流计数轨道电路为例,对轨道电路的进行时域分析和频域分析;通过ANSYS仿真平台,研究机车信号接收三种不同信号时的波形;对比铁路现场数据,得出机车信号受干扰原因。（4）机车信号干扰抑制措施分析。以电磁干扰常用的抑制技术为基础,采用主动屏蔽的方式抑制牵引电机对机车信号的电磁干扰;通过ANSYS仿真分析,得出抑制效果。图54幅,表12个,参考文献51篇。
马天银[10]（2020）在《Matlab环境下交流机车变频调速过程仿真》文中研究表明列车牵引交流传动控制系统作为电气传动控制的一个独立分支,在交通运输牵引传动领域有着举足轻重的地位。它是一个非线性、变量多和强耦合的系统,能量传递通过变流器完成交-直-交的转换,将转换后的交流电传输到异步电动机中完成传动。整个过程它以牵引电动机为控制对象,通过开环或者闭环控制系统对牵引电动机转速参数的实时控制,来达到对驱动对象控制与调节的目的。实际传动系统的构建相当细致与复杂,并且影响运行稳定的因素众多,其中系统运行过程中产生的谐波对系统的稳定性影响比较严重,这些谐波主要来源是IGBT开关元件工作时导致的尖峰电压所产生。为了使系统运行的稳定性有所提高,本文针对谐波这一问题,主要开展了Matlab环境下交流机车变频调速过程仿真分析并做系统改进的工作,主要包括:研究了列车牵引交流系统运行的基本原理,了解其运行过程中会产生谐波的主要原因,然后在Matlab/simulink平台上搭建传动系统的仿真模型,完成仿真并分析结果;研究了滤波电路的相关原理,针对谐波问题对仿真电路进行改进,改进方案是在逆变器输出端的电路中加入设计的三相滤波器电路,并对改进后的模型进行仿真,再根据仿真实验结果与改进前的仿真结果进行对比分析。研究结果表明,在牵引传动系统中,变流器在完成交-直-交的能量转换时,由IGBT元件关断产生的谐波对系统运行的稳定性有明显影响,表现在异步电机的输出相电流与转矩的波形出现不稳定情况,说明系统的稳定性受谐波影响明显;系统中搭建的闭环反馈控制系统的仿真结果表明,可以通过将异步电机的转速作为反馈信号,进行一系列的转化输入到逆变器中完成反馈控制,反馈效果显着,达到实验预期。针对谐波问题的验证,在仿真系统中加入本文提出的改进方案,在变流器输出端加入设计好的三相滤波电路。对改进后的系统仿真进行调试运行,将改进前后的仿真结果对比发现,异步电机的输出转矩与电流的波形图变得相对稳定,说明与预设情况一致,系统运行的不稳定就是谐波问题导致,此方案提出合理,符合预设情况。因此提出的设计就有了理论支撑,并对实际有一定的理论指导意义,进而说明此方案对谐波问题可以得到很好的改善。
二、交流异步牵引电动机的设计特点（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、交流异步牵引电动机的设计特点（论文提纲范文）
（1）机车电传动系统技术特点及未来发展趋势研究（论文提纲范文）
| 0 前言 |
| 1 机车电传动系统基本组成 |
| 2 机车电传动系统分类 |
| 2.1 按电能供给方式分类 |
| 2.2 按牵引电动机工作电流性质分类 |
| 3 直流电传动系统及其技术特点 |
| 3.1 直一直流电传动系统 |
| 3.2 交一直流电传动系统 |
| 3.3 交一直流传动电力机车工作原理 |
| 4 交流电传动系统及其技术特点 |
| 4.1 交流电传动系统及其历史发展 |
| 4.2 交一交流传动系统 |
| 4.3 交一直一交流传动系统 |
| 4.4 直一交流传动系统 |
| 4.3.1 向更大功率的通用型机车发展 |
| 4.3.2 使用高阻断能力的大功率可关断晶闸管(GTO)元件的变流装置 |
| 4.3.3 充分发挥机车的黏着牵引力 |
| 4.3.4 使用微机自动化系统 |
| 5 机车电传动技术的发展趋势 |
| 5.1 交流传动技术是重要发展方向 |
| 5.2 机车电传动的发展特点 |
| 5.2.1 采用交流传动方式 |
| 5.2.2 采用新型电力电子技术和车载微机控制技术 |
| 5.2.3 建立机车技术开发平台，实现产品的标准化、系列化和模块化 |
| 6 总结与展望 |
（2）城市轨道车辆异步牵引电动机电磁方案设计（论文提纲范文）
| 1 城市轨道车辆运行特点 |
| 2 车辆特性要求 |
| 2.1 牵引特性 |
| 2.2 制动特性 |
| 3 牵引电机电磁方案设计 |
| 3.1 牵引电机牵引特性及参数设计 |
| 3.2 牵引电机制动特性及参数设计 |
| 3.3 等效连续考核定额的确定 |
| 3.3.1 额定电压的确定 |
| 3.3.2 额定功率的确定 |
| 3.3.3 额定转速的确定 |
| 3.3.4 额定频率的确定 |
| 3.3.5 额定点电磁负荷取值 |
| 3.3.6 温度场仿真分析 |
| 4 结束语 |
（3）交直交电力牵引试验平台测控技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 交流传动系统的发展现状 |
| 1.2.1 交流传动方式类型 |
| 1.2.2 牵引变流器的形式 |
| 1.2.3 牵引电机的形式 |
| 1.3 国内外电力牵引传动试验平台发展现状 |
| 1.3.1 电力牵引传动试验平台的结构组成类别 |
| 1.3.2 现有的电力牵引传动试验平台试验方法 |
| 1.4 现场总线的发展现状 |
| 1.5 测控技术的发展现状 |
| 1.6 论文主要研究的内容 |
| 本章小结 |
| 第二章 交直交电力牵引试验平台构建方法 |
| 2.1 交直交电力牵引试验平台应满足的技术要求 |
| 2.2 电力牵引试验平台的结构设计 |
| 2.2.1 电力牵引试验平台的结构模式 |
| 2.2.2 电力牵引试验平台能量交换方式 |
| 2.3 电力牵引试验平台的组成 |
| 2.3.1 交直交电力牵引试验平台动力系统 |
| 2.3.2 交直交电力牵引试验平台测控系统 |
| 2.4 试验平台运行模式 |
| 本章小结 |
| 第三章 电力牵引试验平台测控系统的构建 |
| 3.1 交直交电力牵引试验平台测控系统应具备的功能 |
| 3.2 试验平台测控系统结构组成 |
| 3.2.1 陪试机控制系统 |
| 3.2.2 被试机控制系统 |
| 3.2.3 数据采集及分析系统 |
| 3.3 不同工况下试验平台控制方式 |
| 3.3.1 静态试验控制方式 |
| 3.3.2 动态试验控制方式 |
| 本章小结 |
| 第四章 交直交电力牵引试验平台运行控制 |
| 4.1 试验平台的控制指令及传输方式 |
| 4.2 交直交电力牵引试验平台运行控制系统结构 |
| 4.2.1 串行总线通信传输模式 |
| 4.2.2 模拟量传输模式 |
| 4.3 电力牵引试验平台运行控制接口 |
| 4.3.1 被试系统运行控制接口 |
| 4.3.2 陪试系统运行控制接口 |
| 4.4 电力牵引试验平台总线控制通信协议的制定 |
| 4.4.1 静态试验时数据流 |
| 4.4.2 动态试验时数据流 |
| 4.4.3 系统数据流的更新 |
| 4.4.4 CANbus总线通信协议及接口函数 |
| 4.4.5 以太网TCP/IP通信协议 |
| 4.4.6 以太网通信与CAN总线的比较 |
| 本章小结 |
| 第五章 交直交电力牵引试验平台测控软件系统构建 |
| 5.1 试验平台测控软件系统的功能 |
| 5.2 测控软件结构的总体设计 |
| 5.2.1 测控软件主程序结构 |
| 5.2.2 测控软件子程序结构 |
| 5.3 基于Lab VIEW的测控软件设计 |
| 5.3.1 基于Lab VIEW的试验平台测控软件子模块设计 |
| 5.3.2 基于Lab VIEW的试验平台测控软件主程序设计 |
| 5.4 单轴小功率电力牵引试验平台运行验证 |
| 5.4.1 电力牵引试验平台被试系统结构 |
| 5.4.2 陪试系统主回路的结构 |
| 5.4.3 测控系统结构 |
| 5.4.4 测控系统软件运行验证试验 |
| 本章小结 |
| 总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）内燃机车永磁同步电机牵引系统的改进（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 轨道车辆永磁同步牵引系统研究现状 |
| 1.2.1 永磁同步电机及其控制技术发展现状 |
| 1.2.2 永磁同步牵引系统国内外研究现状 |
| 1.2.3 永磁同步牵引系统的特点 |
| 1.3 轨道车辆网络控制系统研究现状 |
| 1.3.1 国内外研究现状 |
| 1.3.2 CAN总线研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容与工作安排 |
| 本章小结 |
| 第二章 内燃机车牵引系统网络控制的实时性分析 |
| 2.1 内燃机车牵引系统动力性能基本要求及牵引特性曲线 |
| 2.1.1 内燃机车牵引系统动力性能的基本要求 |
| 2.1.2 内燃机车永磁同步牵引系统主电路形式 |
| 2.1.3 内燃机车理想牵引特性曲线 |
| 2.2 永磁同步内燃机车网络控制系统架构 |
| 2.2.1 整车网络结构 |
| 2.2.2 牵引控制系统网络结构 |
| 2.3 CAN总线技术 |
| 2.3.1 CAN总线技术概述 |
| 2.3.2 CAN帧类型及其结构 |
| 2.4 CANopen协议 |
| 2.4.1 通讯流程 |
| 2.4.2 对象字典建立 |
| 2.4.3 网络管理对象 |
| 2.4.4 服务数据对象 |
| 2.4.5 过程数据对象 |
| 2.4.6 管道数据流 |
| 2.5 永磁同步内燃机车网络控制系统实时性分析 |
| 2.5.1 内燃机车牵引特性控制过程 |
| 2.5.2 时延对内燃机车网络控制系统实时性的影响 |
| 2.5.3 网络控制系统控制周期的确定 |
| 本章小结 |
| 第三章 内燃机车永磁同步发电系统结构改进 |
| 3.1 交-直环节采用不控整流与PWM脉冲整流技术的发电系统 |
| 3.1.1 采用不控整流技术的发电系统 |
| 3.1.2 采用PWM脉冲整流技术发电系统的特点 |
| 3.2 内燃机车柴油机-永磁同步发电机组 |
| 3.2.1 柴油机主要技术参数 |
| 3.2.2 柴油机运行工况 |
| 3.2.3 永磁同步发电机主要技术参数 |
| 3.3 内燃机车永磁同步发电系统控制器设计 |
| 3.3.1 直流环节电压等级的选取 |
| 3.3.2 永磁同步发电系统PWM脉冲整流器工作原理 |
| 3.3.3 功率开关器件的选型计算 |
| 3.4 直流母线电容参数的确定 |
| 3.5 过压保护系统 |
| 3.6 改进后内燃机车永磁同步发电系统主电路工作原理 |
| 本章小结 |
| 第四章 内燃机车永磁同步发电系统控制策略 |
| 4.1 内燃机车永磁同步发电机工作特性 |
| 4.2 永磁同步电机数学模型 |
| 4.2.1 坐标变换基本原理 |
| 4.2.2 永磁同步发电机数学模型的建立 |
| 4.3 PWM整流器数学模型 |
| 4.4 基于矢量控制的稳压控制策略 |
| 4.4.1 基于转子磁场定向的矢量控制策略 |
| 4.4.2 i_(sd)=0控制策略 |
| 4.4.3 单位功率因数控制策略 |
| 4.4.4 复杂工况下的复合控制策略 |
| 4.5 内燃机车交-直-交系统直流环节电压控制器的设计 |
| 4.6 仿真模型的建立 |
| 4.7 仿真结果与分析 |
| 4.7.1 系统空载且柴油机怠速工况 |
| 4.7.2 恒定转速恒定负载工况 |
| 4.7.3 柴油机转速恒定突然加载/减载 |
| 4.7.4 负载恒定柴油机突然升速/降速工况 |
| 本章小结 |
| 第五章 机车永磁同步电动机控制方式的改进 |
| 5.1 内置式PMSM数学模型 |
| 5.2 SVPWM原理及其数字化实现 |
| 5.2.1 SVPWM基本原理 |
| 5.2.2 SVPWM的实现 |
| 5.3 永磁同步电机控制策略分析 |
| 5.3.1 电压极限椭圆和电流极限圆 |
| 5.3.2 弱磁控制原理分析 |
| 5.3.3 最大转矩电流比控制 |
| 5.3.4 负直轴电流补偿弱磁控制 |
| 5.4 永磁同步电机弱磁调速的整体方案 |
| 5.5 仿真验证与分析 |
| 5.5.1 仿真模型的建立 |
| 5.5.2 仿真结果与分析 |
| 本章小结 |
| 第六章 改进后的永磁同步牵引系统建模与仿真 |
| 6.1 改进后的牵引传动系统主电路结构 |
| 6.2 内燃机车永磁同步牵引系统控制方案 |
| 6.3 永磁同步牵引系统仿真模型的构建 |
| 6.4 仿真验证与分析 |
| 6.4.1 内燃机车在最高牵引手柄位下运行 |
| 6.4.2 内燃机车牵引系统网络实时性仿真分析 |
| 6.4.3 柴油机憋停问题仿真分析 |
| 6.4.4 造成柴油机憋停的原因及解决办法 |
| 本章小结 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（5）牵引异步电动机故障诊断（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的背景及意义 |
| 1.2 异步电机常见故障类型 |
| 1.3 国内外发展现状及总结 |
| 1.3.1 发展现状 |
| 1.3.2 方法总结 |
| 1.4 目前发展阶段存在的问题 |
| 1.5 本文内容安排 |
| 第二章 稳态下转子断条故障诊断理论基础 |
| 2.1 转子断条故障对定子电流的影响 |
| 2.2 基于小波分析的故障谐波电流提取方法 |
| 2.2.1 Fourier变换 |
| 2.2.2 小波分析 |
| 2.2.3 小波分析的应用及对数据的要求 |
| 2.3 基于HHT的稳态电流数据提取方法分析 |
| 2.3.1 Hilbert变换 |
| 2.3.2 解析信号及瞬时频率 |
| 2.3.3 EMD基础 |
| 2.3.4 HHT变换 |
| 2.3.5 HHT分析方法总结 |
| 2.3.6 “稳态”数据的提取 |
| 2.4 转子断条故障诊断思路 |
| 本章小结 |
| 第三章 机车牵引电机故障诊断实施方法 |
| 3.1 系统设计的基本要求 |
| 3.2 数据采集系统设计 |
| 3.2.1 基于TCU的数据获取系统 |
| 3.2.2 独立的数据采集系统 |
| 3.3 诊断分析模块设计 |
| 3.4 故障诊断系统运行方案 |
| 本章小结 |
| 第四章 转子断条故障诊断系统的实现 |
| 4.1 信号调理模块设计 |
| 4.1.1 隔离及放大电路 |
| 4.1.2 滤波电路 |
| 4.2 数据管理 |
| 4.2.1 数据存储 |
| 4.2.2 数据读取 |
| 4.3 诊断数据的二次消噪 |
| 4.4 诊断分析相关参数的设定与提取 |
| 4.4.1 牵引电机基频频率的提取 |
| 4.4.2 牵引电机转差率的计算 |
| 4.4.3 小波分析相关参数设定 |
| 本章小结 |
| 第五章 转子断条故障诊断系统验证分析 |
| 5.1 模拟转子断条故障诊断模型搭建 |
| 5.2 基于Simulink的模拟转子断条故障验证分析 |
| 5.3 基于拟合曲线的模拟转子断条故障验证分析 |
| 5.3.1 不同定子电流基频频率的验证对比 |
| 5.3.2 不同频率差时的验证对比 |
| 5.3.3 不同幅值时的验证对比 |
| 本章小结 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（6）动车组牵引系统低频磁场发射特性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 牵引变流器输出电流 |
| 1.2.2 牵引电动机泄漏电流 |
| 1.2.3 电力机车车底磁场环境 |
| 1.3 本文主要研究内容及研究意义 |
| 2 CRH2型动车组牵引变流系统基本原理 |
| 2.1 单相三电平牵引整流器 |
| 2.2 三相三电平牵引逆变器 |
| 2.3 感应电动机 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 CRH2型动车组牵引变流系统控制方式及仿真建模 |
| 3.1 脉宽调制原理 |
| 3.2 整流器控制及仿真 |
| 3.2.1 瞬态电流控制法 |
| 3.2.2 SPWM调制 |
| 3.2.3 整流器整体仿真 |
| 3.3 逆变器控制及仿真 |
| 3.4 整体仿真及结果分析 |
| 3.4.1 整体仿真结果 |
| 3.4.2 谐波分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 感应电机共模电流通路的仿真建模与分析 |
| 4.1 轴电流的产生机理 |
| 4.1.1 共模电压 |
| 4.1.2 共模通路 |
| 4.1.3 轴电流 |
| 4.2 共模通路建模 |
| 4.2.1 定子绕组与转子间电容C_(wr) |
| 4.2.2 定子绕组与定子机壳间电容C_(wf) |
| 4.2.3 转子与定子机壳间电容C_(rf) |
| 4.2.4 轴承电容C_b |
| 4.3 仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 动车组车底50HZ磁场分布特性研究 |
| 5.1 ANSYS MAXWELL简介 |
| 5.2 电缆辐射发射仿真分析 |
| 5.3 泄漏电流注入车底仿真分析 |
| 5.4 钢轨回流仿真分析 |
| 5.5 车体回流仿真分析 |
| 5.6 整体仿真分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 结论 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A |
| 索引 |
| 作者简历及攻读硕士/博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（7）轮对电机磨合试验台控制系统的研究与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 电机性能试验系统的研究现状 |
| 1.2.2 FPGA发展现状 |
| 1.3 电力牵引传动系统简介 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 轮对电机磨合试验台方案设计 |
| 2.1 CRH2型动车组牵引电动机概述 |
| 2.1.1 牵引电机结构与参数 |
| 2.1.2 牵引电机磨合试验要求 |
| 2.2 牵引电机调速方法研究 |
| 2.2.1 改变极对数调速 |
| 2.2.2 改变转差率调速 |
| 2.2.3 改变频率调速 |
| 2.3 PWM控制技术 |
| 2.4 试验台系统方案设计 |
| 2.4.1 主电路研究与设计 |
| 2.4.2 关键器件计算及选型 |
| 2.5 控制策略 |
| 2.5.1 双极性SPWM控制 |
| 2.5.2 PID控制 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 控制系统硬件电路设计 |
| 3.1 FPGA技术简介 |
| 3.2 主控板选型与最小系统设计 |
| 3.2.1 电源电路 |
| 3.2.2 时钟与复位电路 |
| 3.2.3 配置电路 |
| 3.3 信号采样模块 |
| 3.3.1 A/D转换电路设计 |
| 3.3.2 传感器选型 |
| 3.4 USB通信模块 |
| 3.5 IGBT驱动电路 |
| 3.6 过电压过电流保护电路 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 FPGA程序设计 |
| 4.1 软件开发平台介绍 |
| 4.1.1 Verilog HDL语言 |
| 4.1.2 Quartus Prime软件 |
| 4.2 系统时钟模块设计 |
| 4.3 A/D采样模块设计 |
| 4.4 FIFO缓存模块设计 |
| 4.5 USB接口模块设计 |
| 4.5.1 USB模块时序设计 |
| 4.5.2 USB固件程序设计 |
| 4.6 PI算法模块设计 |
| 4.7 SPWM生成模块设计 |
| 4.7.1 基于DDS的正弦波发生模块 |
| 4.7.2 三角载波模块 |
| 4.7.3 带死区的比较模块 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 上位机软件设计 |
| 5.1 上位机软件平台 |
| 5.2 上位机软件设计 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（8）地铁牵引传动试验平台再生能量回馈方案研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景及意义 |
| 1.2 地铁牵引传动试验平台的发展现状 |
| 1.2.1 国外发展现状 |
| 1.2.2 国内发展现状 |
| 1.3 试验系统再生能量利用的发展现状 |
| 1.3.1 电阻能耗型 |
| 1.3.2 能量存储型 |
| 1.3.3 逆变回馈型 |
| 1.4 课题来源 |
| 1.5 主要研究内容与章节安排 |
| 第二章 地铁车辆牵引传动试验系统原理分析 |
| 2.1 单轴交流传动试验系统结构组成 |
| 2.2 试验系统工作原理 |
| 2.2.1 异步电机工作原理及工作特性 |
| 2.2.2 双逆变器-电机的控制原理 |
| 2.3 地铁车辆交流互馈试验系统的耦合关系与解耦策略 |
| 2.4 试验系统的能量分析 |
| 2.4.1 试验系统牵引和再生制动过程能量分析 |
| 2.4.2 试验系统能效分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 地铁车辆牵引传动试验系统建模与仿真 |
| 3.1 牵引电机矢量控制系统 |
| 3.1.1 矢量控制系统原理 |
| 3.1.2 坐标变换 |
| 3.1.3 不同坐标系下的数学模型 |
| 3.1.4 异步电机转子磁链计算 |
| 3.2 空间矢量控制系统 |
| 3.2.1 电压矢量合成原理 |
| 3.2.2 SVPWM调制方法 |
| 3.3 机械轴模型建立及解耦方法 |
| 3.4 试验系统仿真及分析 |
| 3.4.1 系统仿真模型 |
| 3.4.2 仿真结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 逆变回馈系统建模与仿真 |
| 4.1 逆变回馈方案的选择 |
| 4.2 能量回馈装置总体结构设计 |
| 4.3 逆变电路主要参数设计 |
| 4.3.1 IGBT的选择 |
| 4.3.2 直流侧电容设计 |
| 4.3.3 交流侧电感参数设计 |
| 4.3.4 变压器参数设计 |
| 4.4 滤波器 |
| 4.4.1 滤波器对比分析 |
| 4.4.2 滤波器参数设计 |
| 4.4.3 无源阻尼与虚拟阻尼滤波器 |
| 4.5 PI调节参数设计 |
| 4.5.1 电流内环PI调节 |
| 4.5.2 电压外环PI调节 |
| 4.6 PLL锁相环 |
| 4.7 逆变电路的仿真 |
| 4.7.1 仿真模型 |
| 4.7.2 仿真结果分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 系统软件设计与实验结果分析 |
| 5.1 系统总体方案设计 |
| 5.2 关键采集设备选型 |
| 5.2.1 阿尔泰数据采集卡 |
| 5.2.2 变送器 |
| 5.2.3 扭矩传感器 |
| 5.2.4 电流传感器 |
| 5.2.5 电压传感器 |
| 5.3 能量回馈软件方案设计 |
| 5.3.1 主程序设计 |
| 5.3.2 模数采样中断 |
| 5.3.3 空间矢量脉宽调制子程序 |
| 5.4 上位机软件设计 |
| 5.4.1 上位机整体设计方案 |
| 5.4.2 前面板程序设计 |
| 5.4.3 后面板程序设计 |
| 5.5 实验验证 |
| 5.5.1 实验平台简介 |
| 5.5.2 实验结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历及在学期间的研究成果 |
（9）HXN5内燃机车电机对机车信号干扰防护研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景和研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 概述 |
| 1.2.2 研究现状 |
| 1.3 论文研究和论文安排 |
| 2 HXN5内燃机车及电磁干扰 |
| 2.1 HXN5型内燃机车结构和原理概述 |
| 2.1.1 HXN5型内燃机车整体介绍 |
| 2.1.2 HXN5型内燃机车传动系统 |
| 2.2 机车信号系统电磁环境分析 |
| 2.2.1 铁路信号系统组成概述 |
| 2.2.2 铁路信号系统中的电磁干扰 |
| 2.3 HXN5内燃机车牵引电机电磁干扰 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 三相异步电机运行状态分析与仿真 |
| 3.1 三相异步电机基本结构 |
| 3.2 三相异步电机铁磁材料 |
| 3.3 三相异步电机主磁路饱和模型 |
| 3.4 有限元分析 |
| 3.5 有限元建模仿真 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 机车信号受干扰机理分析 |
| 4.1 交流计数电码机车信号 |
| 4.2 机车信号接收线圈工作仿真分析 |
| 4.2.1 机车信号线圈接收轨道电路信号 |
| 4.2.2 机车信号线圈接收牵引电机交变磁场信号 |
| 4.2.3 机车信号线圈接收轨道电路信号和牵引电机交变磁场信号 |
| 4.3 机车信号接收线圈现场数据分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 机车电磁干扰抑制措施 |
| 5.1 电磁干扰抑制技术 |
| 5.1.1 滤波技术 |
| 5.1.2 屏蔽技术 |
| 5.1.3 接地技术 |
| 5.2 机车干扰源的主动屏蔽 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 图索引 |
| 表索引 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（10）Matlab环境下交流机车变频调速过程仿真（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究意义 |
| 1.2 电力机车及交流传动系统的发展及现状 |
| 1.2.1 电力机车及交流传动系统的发展 |
| 1.2.2 电力机车及交流传动系统的国内外现状 |
| 1.2.3 电力机车及交流传动系统的发展趋势 |
| 1.3 研究内容和方法 |
| 2 变频调速系统的理论分析 |
| 2.1 异步牵引电机的调速方式分析 |
| 2.1.1 异步牵引电机基本原理 |
| 2.1.2 恒磁通调速原理分析 |
| 2.1.3 恒功率调速原理分析 |
| 2.2 三相异步电动机的矢量控制原理 |
| 2.3 牵引变流器工作原理 |
| 2.3.1 四象限脉冲整流器原理分析 |
| 2.3.2 PWM控制技术的原理分析 |
| 2.3.3 中间直流储能环节的原理与计算 |
| 2.3.4 逆变器原理分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 仿真系统的搭建与结果分析 |
| 3.1 软件介绍 |
| 3.2 驱动信号模块的组成与仿真搭建 |
| 3.2.1 闭环系统的基本组成与建立 |
| 3.2.2 PWM信号的生成 |
| 3.2.3 PWM信号的仿真运行结果 |
| 3.2.4 PWM信号结果分析 |
| 3.3 仿真系统的搭建与结果分析 |
| 3.3.1 仿真系统的搭建 |
| 3.3.2 仿真的运行结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 滤波电路的设计与计算 |
| 4.1 滤波电路的原理分析 |
| 4.2 滤波电路的设计与计算 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 仿真模型的改进与仿真结果分析 |
| 5.1 改进模型的仿真结果 |
| 5.2 仿真运行结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 总结 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
四、交流异步牵引电动机的设计特点（论文参考文献）
- [1]机车电传动系统技术特点及未来发展趋势研究[J]. 伍赛特. 传动技术, 2021(03)
- [2]城市轨道车辆异步牵引电动机电磁方案设计[J]. 马千柱. 铁道机车与动车, 2021(04)
- [3]交直交电力牵引试验平台测控技术研究[D]. 付闯. 大连交通大学, 2020(06)
- [4]内燃机车永磁同步电机牵引系统的改进[D]. 孟凡顺. 大连交通大学, 2020(06)
- [5]牵引异步电动机故障诊断[D]. 孟凡奇. 大连交通大学, 2020(06)
- [6]动车组牵引系统低频磁场发射特性研究[D]. 廖看秋. 北京交通大学, 2020(03)
- [7]轮对电机磨合试验台控制系统的研究与设计[D]. 龙辉. 兰州交通大学, 2020(01)
- [8]地铁牵引传动试验平台再生能量回馈方案研究[D]. 李久. 石家庄铁道大学, 2020
- [9]HXN5内燃机车电机对机车信号干扰防护研究[D]. 赵杨杰. 北京交通大学, 2020(03)
- [10]Matlab环境下交流机车变频调速过程仿真[D]. 马天银. 兰州交通大学, 2020(01)