摘要：以地鐵車輛用DC750V牽引變頻器為例，采用IGBT作為主要開關(guān)元件設(shè)計了逆變器主電路及控制系統(tǒng)，并利用MATIAB/SIMUUNK進(jìn)行了仿真。最后提出了用預(yù)測控制改善直接轉(zhuǎn)矩控制效果的構(gòu)想。

關(guān)鍵詞：地鐵車輛；牽引變頻器；直接轉(zhuǎn)矩控制；預(yù)測控制

0 引言

我國地鐵車輛技術(shù)通過30多年的引進(jìn)、研究和改進(jìn)，在裝備制造方面已具備了一定的生產(chǎn)能力和技術(shù)基礎(chǔ)，但是與國際水平相比，仍存在差距。而這些差距主要表現(xiàn)在一些關(guān)鍵技術(shù)上，如牽引動力系統(tǒng)的交流傳動裝置，安全防護(hù)裝備等，在地鐵裝備國產(chǎn)化進(jìn)程中這些都是我們的技術(shù)主攻方向。本文針對北京、天津地鐵的DC750V供電制式車輛設(shè)計了交流牽引變頻器調(diào)速系統(tǒng)的主電路，闡述了主要開關(guān)元件的選擇過程，重點(diǎn)對采用直接轉(zhuǎn)矩方法的控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)作了分析和設(shè)計，并作了MATLAB仿真。

1 系統(tǒng)設(shè)計

變頻機(jī)組的設(shè)計大體分為主電路、控制系統(tǒng)以及保護(hù)電路三部分。它們之間的關(guān)系如圖l所示。逆變電路中間回路包括過壓斬波，能量回饋及過壓釋放回路三相逆變回路中包括了IGBT保護(hù)電路；控制系統(tǒng)包括磁鏈、轉(zhuǎn)矩觀測以及電壓狀態(tài)選擇；在變頻機(jī)組的輸入回路中接有濾波電抗器和支撐電容，可以對變頻機(jī)組與供電系統(tǒng)之間的傳導(dǎo)干擾進(jìn)行有效的隔離。系統(tǒng)的冷卻方式可根據(jù)IGBT的熱特性要求來選擇。系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)為：額定輸入電壓：DC750V；最高輸入電壓：DCl000V；額定輸出容量：2x500kVA；額定輸出電壓：3相0-580V；額定輸出電流：2x497．5A；最大輸出電流：2X644A（2min）；最大再生電流：2x589A；輸出頻率：0-140Hz；最大開關(guān)頻率500Hz；額定效率：98％；控制方式：直接轉(zhuǎn)矩控制；開關(guān)最大尖峰電壓：△U=240V。

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