MATLAB牵引电机车电机特性测试平台的仿真设计(2)
3.2.3牵引电机控制方案的选择 13
4 牵引电机的空间矢量控制分析 14
4.1牵引电机的数学模型 14
4.2坐标变换 19
4.2转子磁链开环的矢量控制系统 24
4.3 牵引电机矢量脉宽调制（SVPWM） 25
5 牵引电机测试平台电机特性仿真分析 31
5.1 SIMULINK仿真测试平台 31
5.2牵引电机车测试系统仿真平台 32
6 总结与展望 42
6.1文章总结 42
6.2展望 42
致谢 44
参考文献 45
1 绪论
1.1 课题的目的和意义
电机测试平台是评估电机系统性能的有效手段。而电测试平台的设计必须通过迫使电驱动在现真实行驶工况去验证其性能。电机测试就是利用仪器仪表，根据相关标准的规定，对电机的各种技术指标进行检测，测试中获取的数据可以反映出被测电机的性能，为电机性能的改进提供重要依据,因此电机测试对于衡量电机性能具有十分重要的意义。电机测试主要由空载试验堵转试验负载试验等几个项目构成，其中电机负载试验是电机型式试验的一个重要组成部分，通过负载试验可以获得电机机械特性，电机的机械特性对于电机的应用领域和运行状况起着十分重要的作用。
随着现在铁路的高速发展，牵引电机在现在高速铁路的应用越来越重要同时在汽车工业加速了社会现代化进程的同时也带来了环境污染和能源消耗巨大等问题，为此各国都纷纷研制电动汽车缓解现状。如何设计得到满足要求的牵引传动系统，既是一门理论性极强的研究性内容，同时也是工程性极强的应用科学。为了能更好的更普遍的开展关于牵引电机传动系统连续运行工况的研究，在建立仿真模型实现牵引电机车电机特性测试成为了一个亟待解决的问题。为了进一步改善优化传动系统，解决牵引网电压的波动、车辆线路条件改变，因此十分有必要搭建轨道车辆牵引电机负载模拟系统，以弥补真车实验的缺点，为牵引传动系统研究服务。本课题实现了一种科学的节能的牵引电机的仿真特性的测试，研究被选取电实现准确模拟实验牵引电机负载连续变化。本系统采用了能量回馈技术，在方便可靠加载的同时，又能实现加载能量的回馈，节约了大量的电能，为车辆设计者提供有效的研究平台。
1.2牵引电机测试系统国内外研究现状与水平
中国电力机车的研制开始于 1958 年，1969 年开始批量生产，到 1988 年，共生产 826 台，到 1997 年末，机车保有量达到 2870 台。每年都有大量的牵引电机需要进行大修。1985 年，国家标准化管理委员会发布了《三相异步电动机试验方法》，2005 年又发布了修订本，为牵引电机检修提供了标准与依据。 以前，我国对电机的试验一直是非智能化的，一般采用人工单机控制，时效性较差，误差也较大，很难满足测试的要求。
近几年来，我国对电机的智能检测有了很大的发展，国内电机行业的检测装备和检测技术有了较快的发展，各种检测传感器、检测仪器已比较齐备，而且性能也较稳定，为电机检测系统的研制提供了有利的条件。株洲电力机车有限公司开发的“交流变频牵引电机性能试验台”，是我国目前第一台全能型电机试验台，能满足各标准的机车交流变频牵引电机、地铁交流变频牵引电机、民用交流电机、风力发电机等不同电压等级、不同频率范围、不同功率等级的交流电机例行试验和型式试验。采用直流电机拖动同步电机发电的方式，为试验电机提供变频电源，具有较宽的频率调节范围，是国内频率范围最宽、容量最大的交流变频牵引电机试验台。 国外微电机行业现在基本上都采用计算机控制的自动测试系统。最著名的生产企业有美国的 Magtrol 公司，日本管源、横河和国际计测器公司。最近 Magtrol公司开发出最新的采用 DSP 的测试电机系统，自动加载速度不到 10s，高速采样，采样过程自动计算惯量。因为 DSP 是高速采样，并及时进行惯性量补偿，达到电机的高精度，高速自动测试。在操作界面上由 DOS 界面，发展到 Windows 界面。另外，国外也有全虚拟仪器的电机测试系统，设有显示仪，控制器和功率仪，用软件代替大部分硬件，实现计算机全虚拟化测试。
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