中速磁浮列车永磁直线同步电机控制策略研究

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磁浮列车作为一种新型的交通工具,相对于传统的轮轨交通而言,其在安全运行速度、起制动性能以及经济性等方面都具有明显的优势。目前我国针对城际交通研发的中速磁浮列车,更是具有运行噪声低、爬坡能力强、转弯半径小、舒适性好等优点。中速磁浮列车采用的永磁直线同步电机相对于电励磁同步电机而言,具有启动转矩大、单位体积出力大、效率高等优点。本文针对中速磁浮列车永磁直线同步电机控制策略开展深入研究,主要研究工作如下:  针对中速磁浮列车永磁直线同步电机长定子、无铁芯、通过馈电电缆给定子段分段供电的特点,建立了考虑馈电电缆影响的永磁直线同步电机的数学模型,为进一步的研究奠定了基础。  对中速磁浮列车永磁直线同步电机矢量控制的算法进行了深入的研究,并针对电机控制中变流器的开关损耗,对传统SVPWM调制算法进行了改进,在一定程度上降低了变流器的开关损耗。实现了对中速磁浮列车永磁直线同步电机低速下id=0控制与高速下弱磁控制相结合的矢量控制算法。仿真实验结果验证了所提控制算法的正确性与有效性。  针对中速磁浮列车永磁直线同步电机运行过程中位置与速度信号获取的难题,设计了新型滑模变结构控制器,对传统滑模观测器进行了改进,克服了脉动大、响应慢等缺点,实现了基于滑模变结构控制的无速度传感器控制,仿真实验结果验证了改进的基于滑模观测器的永磁直线同步电机无传感器控制技术的有效性。
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