[实用新型]永磁同步传动系统及永磁同步牵引传动系统控制系统

说明书

本实用新型提出一种永磁同步传动系统及永磁同步牵引传动系统控制系统，永磁同步传动系统包括永磁同步电机、牵引变流器，牵引变流器包括IGBT变流模块，所述IGBT变流模块的三相输出端经三相可控接触器与永磁同步电机连接；控制系统包括采样单元和控制器；采样单元与永磁同步电机连接，采样单元采集的数据传递至控制器。本实用新型提供的永磁同步牵引传动系统的控制系统，该控制系统通过对牵引传动系统永磁同步电机的运行数据进行采样，控制器内置永磁同步电机的控制算法，进而生成对电机的调制PWM波，可以降低开关频率，提高系统效率，并实现在较低开关频率系统中的稳定运行。

技术领域

本发明涉及牵引传动控制领域，尤其涉及一种适用于永磁同步牵引传动系统的控制系统。

背景技术

牵引传动系统是列车的动力系统，由变流器和电机两大部分组成，电机完成电能到机械能的转变，带动列车行驶。

永磁同步牵引传动系统采用的为永磁同步电机，永磁同步电机较异步电机相比，具有功率因数高、发热小、噪声小、可靠性高等特点。城轨永磁同步电机在轨道交通牵引传动系统中的应用尚处于起步阶段。永磁牵引传动系统的控制中存在大量技术问题需要进一步研究。在牵引电机与牵引变流器控制方面，虽与异步牵引传动系统控制有相通之处，但也存在许多永磁电机特有的实际问题。

目前现有的城轨永磁同步电机控制系统，其多采用异步SVPWM运行，其在高转速情况下，为满足输出电流谐波要求，其IGBT开关频率大大增加，输出损耗提高，同时为满足散热要求造成硬件成本增加。

由于永磁牵引电机是永磁体励磁，弱磁范围较窄，弱磁难度较大。较好的弱磁控制技术可在逆变器容量不变的情况下大幅提高系统性能。目前众多弱磁方案，其算法复杂，同时弱磁效率低，效果差。

发明内容

本发明针对现有技术中，永磁同步电机控制存在的算法复杂、控制精度低等问题，提出一种新型的永磁同步牵引传动系统的控制系统，采用该系统，在满足输出电流要求的前提下，可降低变流器的开关损耗，提高弱磁的控制精度。

为了实现上述目的，本发明提供了一种永磁同步牵引传动系统控制系统，包括：

一种永磁同步牵引传动系统控制系统，用于永磁同步牵引传动系统的控制，其特征在于，所述控制系统包括采样单元和控制器；

采样单元与永磁同步电机连接，包括用于采集永磁同步电机运行励磁电流和运行转矩电流的电流传感器、用于采集永磁同步电机支撑电容电压的电压传感器、用于采集永磁同步电机转子初始位置及转子频率的旋转变压器；

电流传感器、电压传感器及旋转变压器均与控制器连接。

永磁同步牵引传动系统，采用上述的永磁同步牵引传动系统控制系统，包括永磁同步电机、牵引变流器，所述牵引变流器包括IGBT变流模块，所述 IGBT变流模块的三相输出端经三相可控接触器与永磁同步电机连接；所述采样单元与永磁同步电机连接。

优选的是：牵引变流器进一步包括滤波电抗单元，滤波电抗单元的输入端接直流输入，滤波电抗单元的输出端接IGBT变流模块。

优选的是：所述滤波电抗单元包括滤波电抗箱，所述滤波电抗箱串联连接有第一开关，所述第一开关的两端并联连接有充电电阻，且充电电阻的并联支路上设置有第二开关。

优选的是：牵引变流器进一步包括斩波单元，所述斩波单元连接在滤波电抗单元与IGBT变流模块之间。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：