牽引電機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)傳動系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行控制

牽引電機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)是機(jī)車輔助傳動系統(tǒng)的主要組成部分,為確保機(jī)車正常運(yùn)行起重要作用,其性能的好壞直接影響機(jī)車的經(jīng)濟(jì)性、可靠性。冷卻風(fēng)機(jī)由異步電機(jī)驅(qū)動,異步電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)有很好的節(jié)能運(yùn)行特性。目前國內(nèi)外開始重視機(jī)車輔助傳動異步電機(jī)節(jié)能運(yùn)行控制研究,以減少輔助功率的消耗,提高機(jī)車的經(jīng)濟(jì)性。本文研究基于牽引電機(jī)溫升的冷卻風(fēng)機(jī)傳動系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行控制方法,通過變頻調(diào)速實時調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速來提高輔助傳動系統(tǒng)的能量利用率,實現(xiàn)節(jié)能降耗運(yùn)行。文中詳細(xì)說明了機(jī)車輔助傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),并對異步電機(jī)傳動控制系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行控制方法進(jìn)行了綜述。介紹了基于電機(jī)數(shù)學(xué)模型的損耗最小法、在線搜索法以及基于整個控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)行的優(yōu)化控制策略,并對其各自的優(yōu)缺點進(jìn)行了對比。考慮到電機(jī)溫升檢測的傳統(tǒng)方法存在需添加相應(yīng)軟硬件、成本高的問題以及有限元法具有實時性差的缺點,本文采用了等效熱路法。等效熱路法計算簡單,實時性好,但這種方法沒有考慮電機(jī)交變電流引起的集膚效應(yīng)對電機(jī)轉(zhuǎn)子銅損耗即轉(zhuǎn)子溫升的影響,以及轉(zhuǎn)子通風(fēng)口部分堵塞時對電機(jī)溫升的影響。故本文改進(jìn)了電機(jī)溫升檢測熱路法,建立了具有轉(zhuǎn)子電阻校正以及考慮轉(zhuǎn)子通風(fēng)口部分堵塞的牽引電機(jī)溫升模型,設(shè)計了冷卻風(fēng)機(jī)傳動系統(tǒng)模糊控制策略,利用變頻調(diào)速系統(tǒng)的特性,提出了基于牽引電機(jī)溫升的冷卻風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能運(yùn)行控制策略。利用MATLAB/Simulink平臺搭建控制系統(tǒng)的仿真模型,計算牽引步電機(jī)溫升變化時冷卻風(fēng)機(jī)運(yùn)行的頻率,分析了變頻控制的節(jié)能效果。