内燃机车牵引变频调速控制系统设计.pdfVIP

学兔兔 第6期 (总第163期) 机 械 工 程 与 自 动 化 No．6 2010年 l2月 MECHANICAL ENGINEERING ＆ AUTOMAT10N Dec． 文章编号：1672—6413(2010)06—0135—03 内燃机车牵引变频调速控制系统设计 刘广朋，齐向东 (太原科技大学 电子信息学院，山西 太原 030024) 摘要：针对交流传动内燃作业机车的使用要求，设计了一套具有两种工作模式的牵引变频调速控制系统，即双 车并联工作模式与单车独立工作模式。对变频调速系统的主电路以及控制系统进行了设计与分析。 关键词：变频调速系统；内燃机车；设计 中图分类号：U262．27：TP273 文献标识码：A 0 引言 场调试时的调速E23。 针对铁路提速的需要，开发交流电传动工程作业 机车是十分必要的。该车设计要求应具有两种运行方 一＼ 式，即高速长距离牵引运行状态和超低速稳定作业运 +％ax 埘 ＼＼ 行状态。目前国内使用的工程作业机车，一方面没有 胁。 ／ 运行工作区 采用交流电传动，另一方面也不具备这种性能要求口]。 1 牵引电机的特性 ／ 异步电动机典型的转矩一转速特性如图1所示。 2 l +sM 一 一 l 其中，M为转矩；S为转差率，S=△厂／f ，zf为转差 一 力l O Ⅲ 2仃]一J 频率(转子电流的频率)，厂1为定子电流频率；SM为最 大转差率； 为额定转差率； 为转速；Mm 为最大 转矩；MH。为额定转矩； 为转矩最高点； 为电动转 矩与制动转矩的转速临界点；H。、H ，为速度拐点。电 腧T 机转子在同步转速时，转矩为0；当转差率很小时，转 一 牖ax 矩随速度的减小(即转差率的增加)近乎直线变化。当 转差率 为正时，为电动转矩；转差率为负时，为制 图 1 异步电动机的转矩一转速特性 动(发电)转矩。 2 牵引变频调速控制系统的特点 设异步电动机转子的旋转频率为厂2，如果能够测 2．1 牵引变频调速系统的控制方式 量计算出来 ，根据负载对转矩的需要，由电机的控 由于机车本身及所牵引的拖车重量较大，一般为 制特性，便能找到其相应的转差频率Af，则变频器输 大惯性负载，启动／停车时间均较长，其转矩的响应时 出的定子电流频率厂】为： 间无快速性要求。因此牵引变频调速采用转差频率控 f 一f2±△{ 制，实现转矩的给定控制和转速转差闭环控制，完全 其中：“+”对应于电动牵引状态，即定子电流的频率 能满足牵引控制的各种要求。 大于转子旋转的频率f2；“一”对应于发电制动状 2．2 牵引变频调速系统的工作模式 态，此时转子旋转的频率 大于定子电流的频率 。