矿用电机车开关磁阻电机传动系统控制策略研究

doi:10.16182/j.issn1004731x.joss.201611018

系统仿真学报 ›› 2016, Vol. 28 ›› Issue (11): 2771-2777.doi: 10.16182/j.issn1004731x.joss.201611018

矿用电机车开关磁阻电机传动系统控制策略研究

张小平¹, 周艳红¹, 张铸²

1.湖南科技大学海洋矿产资源探采装备与技术湖南省工程实验室,湖南湘潭 411201;
2.湖南科技大学信息与电气工程学院,湖南湘潭 411201

收稿日期:2015-05-15 修回日期:2015-09-06 出版日期:2016-11-08 发布日期:2020-08-13
作者简介:张小平(1966-),男,湖南株洲,博士,教授,研究方向为电力电子与电力传动。
基金资助:
国家自然科学基金(51477047,61503132); 湖南省自然科学省市联合基金(2016JJ5026); 湖南省教育厅科研项目(14C0430)

Research on Control Strategy of Switched Reluctance Motor Drive System for Mine Electric Locomotive

Zhang Xiaoping¹, Zhou Yanhong¹, Zhang Zhu²

1. Hunan Province Engineering Laboratory of Marine Mineral Resources Exploration Equipment and Technology,Hunan University of Science and Technology, Xiangtan 411201, China;
2. College of Information and Electrical Engineering, Hunan University of Science and Technology, Xiangtan 411201, China

Received:2015-05-15 Revised:2015-09-06 Online:2016-11-08 Published:2020-08-13

摘要/Abstract

摘要： 开关磁阻电机(SRM)具有结构简单坚固、制造成本低、起动电流小、起动转矩大及可靠性高等一系列优点,适合应用于矿用电机车的电传动系统中。结合矿用电机车的工况特点,提出了基于自适应模糊PI控制的直接转矩控制策略,阐述了该控制策略的具体设计方法,并对其控制效果进行了仿真验证,同时与传统控制方法进行了对比分析,结果表明：该控制策略有效改善了SRM转矩脉动大的问题,同时较传统控制方法显著提高了系统的动态性能,因而具有较好的应用价值。

关键词: 矿用电机车, 开关磁阻电机, 自适应模糊PI控制, 直接转矩控制, 仿真

Abstract: Due to simple structure features, low cost, small starting current, large starting torque, and reliability, Switched Reluctance Motor (SRM) are very suitable for application in the mine electric locomotive electric transmission system. The basic structure and working principle of SRM were introduced, considering the working characteristics of mine electric locomotive, direct torque control strategy based on adaptive fuzzy PI control was proposed. Design method of the strategy was elaborated, after which simulation verification of control effect and comparison analysis with traditional methods were conducted. Simulation results show that, the control strategy effectively solves the problem of large torque ripple and significantly improves system dynamic performance, which is obviously valuable for application.

Key words: mine electric locomotive, switched reluctance motor, adaptive fuzzy PI control, direct torque control, simulation

中图分类号:

TM46

张小平, 周艳红, 张铸. 矿用电机车开关磁阻电机传动系统控制策略研究[J]. 系统仿真学报, 2016, 28(11): 2771-2777.

Zhang Xiaoping, Zhou Yanhong, Zhang Zhu. Research on Control Strategy of Switched Reluctance Motor Drive System for Mine Electric Locomotive[J]. Journal of System Simulation, 2016, 28(11): 2771-2777.

参考文献 15

[1]	兰云. 基于SRM的蓄电池电机车调速驱动系统[J]. 电气应用, 2008, 27(17): 75-77.
[2]	马宪民. 矿用电机车直接力矩控制系统[J]. 煤炭学报, 2000, 25(2): 146-149.
[3]	邓永红, 潘玉民, 张全柱, 等. 矿用电机车交流牵引控制系统的研究[J]. 煤炭工程, 2012 (9): 119-121.
[4]	胡斯登, 赵争鸣, 袁立强, 等. 基于磁链控制的异步电机V/F控制系统直流预励磁起动方法[J]. 电工技术学报, 2012, 27(7): 118-123.
[5]	Lawreson P J, Stephenson J M, Blenkinsop P T, et al.Variable-speed Switched Reluctance Motors[J]. Electric Power Applications, IEE Proceedings B (S0143-7038), 1980, 127(4): 253-265.
[6]	Zhu Yueying, Wang Dafang, Yang Dongyu, et al.Research progress of switched reluctance motor drive system[C]// IEEE International Conference on Mechatronics and Automation, Changchun, China. USA: IEEE, 2009: 784-789.
[7]	杭俊, 黄友锐. 开关磁阻电机在蓄电池电机车上的应用[J]. 电力电子技术, 2010, 44(9): 60-62.
[8]	Cheshmehbeigi H M, Yari S, Afjei E.Design and analysis of Low Torque Ripple Switched Reluctance Motor using 3-Dimensional Finite Element Method[C]// European Conference on Circuit Theory and Design, Antalya, 2009: 857-861.
[9]	王旭东, 王喜莲, 王炎, 等. 开关磁阻电动机电流双幅值斩波控制[J]. 中国电机工程学报, 2000, 20(4): 83-86.
[10]	潘再平, 罗星宝. 基于迭代学习控制的开关磁阻电机转矩脉动抑制[J]. 电工技术学报, 2010, 25(7): 51-55.
[11]	Nicholas J Nagel, Robert D Lorenz.Rotating vector methods for smooth torque control of a switched reluctance motor drive[J]. IEEE Transactions on Industry Applications (S0093-9994), 2000, 36(2): 540-548.
[12]	丁文, 梁得亮. 一种开关磁阻电机非线性磁链与转矩建模方法[J]. 电机与控制学报, 2008, 12(6): 659-665.
[13]	梁得亮, 丁文, 鱼振民, 等. 基于自适应网络模糊推理系统的开关磁阻电机建模方法[J]. 中国电机工程学报, 2008, 28(9): 86-92.
[14]	张树峰, 徐利梅, 张鸿, 等. 小型分布式发电系统中的风光建模与仿真分析[J]. 系统仿真学报, 2014, 26(2): 398-405.(Zhang Shufeng, Xu Limei, Zhang Hong, et al.Modeling and Simulation of Wind-Solar Power for Small Scale Distributed Power Generation System[J]. Journal of System Simulation (S1004-731X), 2014, 26(2): 398-405.)
[15]	马永光, 张照彦, 王兴武, 等. 基于Matlab的斩波串级调速系统电子保护电路研究[J]. 系统仿真学报, 2015, 27(3): 620-626, 633.(Ma Yongguang, Zhang Zhaoyan, Wang Xingwu, et al. Research on Electronic-protection Circuit of Chopper Cascade Speed System Based on MATLAB [J]. Journal of System Simulation (S1004-731X), 2015, 27(3): 620-626, 633.)

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[2]	陆承, 靳学胜. 基于Steam VR的交互仿真水枪灭火训练系统设计[J]. 系统仿真学报, 2022, 34(6): 1312-1319.
[3]	倪凌佳, 黄晓霞, 李红旮, 张子博. 基于协作式深度强化学习的火灾应急疏散仿真研究[J]. 系统仿真学报, 2022, 34(6): 1353-1366.
[4]	胡冰山, 程科, 陆盛, 喻洪流. 变刚度储能助力髋外骨骼设计及助力效果仿真[J]. 系统仿真学报, 2022, 34(5): 1090-1100.
[5]	古鹏飞, 张霖, 陈真, 叶俊杰. 基于X语言的起飞场景民机协同设计与仿真一体化方法[J]. 系统仿真学报, 2022, 34(5): 929-943.
[6]	刘文正, 张和明. 面向复杂系统运动仿真的信息物理融合建模[J]. 系统仿真学报, 2022, 34(5): 954-963.
[7]	于帆, 罗东琦, 司宾强, 朱纪洪. 可交互式相控阵雷达DOA估计仿真系统设计[J]. 系统仿真学报, 2022, 34(5): 964-977.
[8]	付建林, 丁国富, 张剑, 江海凡, 郭沛佩. 基于响应面和NSGA-II的AGV系统多目标优化配置[J]. 系统仿真学报, 2022, 34(5): 994-1002.
[9]	李伟, 张欢, 马萍, 杨明. 云仿真系统可信度评估问题探讨[J]. 系统仿真学报, 2022, 34(4): 679-687.
[10]	刘永奎, 曾鸣, 张霖, 郭金维, 原思阳, 平垚垚. 基于微服务架构的云制造调度仿真系统设计与开发[J]. 系统仿真学报, 2022, 34(4): 700-711.
[11]	张立峰, 王会忍. 基于卷积神经网络及有限元仿真的电容层析成像图像重建[J]. 系统仿真学报, 2022, 34(4): 712-718.
[12]	马庆禄, 张琳, 袁新新, 刘丰杰. 城市道路交通多状态演化下的连续仿真技术研究[J]. 系统仿真学报, 2022, 34(4): 847-855.
[13]	吴枫, 刘秀罗, 王佳, 刘阳, 李苏疆, 仲妍. 航天发射可视化仿真分析技术与应用研究[J]. 系统仿真学报, 2022, 34(4): 856-869.
[14]	姚红光, 肖恢翚, 张航. 无标度物流网络中延误扩散临界条件的仿真研究[J]. 系统仿真学报, 2022, 34(4): 901-909.
[15]	叶飞, 李梓晴, 赖李媛君. 分布式车间生产维修联合调度仿真优化方法[J]. 系统仿真学报, 2022, 34(4): 688-699.