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轨道车辆交流牵引模拟实验系统的研究

作　者: 李海峰
导　师: 胡继胜
学　校: 大连铁道学院
专　业: 车辆工程
关键词: 交流传动三相交流异步电动机牵引计算串行通信数据采集卡
分类号: U270
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
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内容摘要

随着电力电子技术的迅速发展、计算机控制以及交流电机控制理论的完善，交流电机控制产生了突飞猛进的发展，出现了取代直流牵引传动的趋势。交流传动技术在城市轨道车辆等牵引领域得到了越来越广泛的应用。为了更好地进行交流牵引控制技术的研究，在地面需要建立可模拟电力牵引系统各种运行工况的实验平台，并做好数据处理方面的工作。本文设计的轨道车辆交流牵引模拟实验系统，由一套交流电机组(2台)、牵引逆变器、测控设备和工业控制机组成，其中机组中一台电机工作于电动机状态，一台工作于发电机状态，从而可以同时模拟列车牵引电动机的牵引工况和电气制动工况。测试分析平台依据牵引计算的结果，将控制列车(以三相交流异步电动机来模拟列车运行)速度、电磁转矩等一些指令和线路的阻力，通过通信软件传递给逆变器控制系统，同样通过PCI-1713数据采集卡将电机的状态参数，包括电流、电压等和电机特性有关的传递给分析平台进行处理。测试分析平台将现场智能设备检测到的有用数据进行存储、分析和显示等工作，为今后的研究、开发、测试、维修交流设备提供宝贵的分析资料。同样，交流牵引模拟实验系统还是开发、实验交流设备的平台，在该平台上可以进行牵引逆变器的开发、电机的特性实验研究和交流传动控制系统的研制。本文详细地论述了交流牵引控制实验系统软件的计算依据，通过Visual C++语言实现程序的主要结构和功能。该软件可以实现线路的预先设置，依据用户需要产生列车运行时所需的转速和力矩给定值，对交流电机的特性参数进行实时检测并以图表形式显示等。此外，为了在现有条件下进行实验，还对PC机和多个单片机之间的串行通信系统进行了开发。经过实验运行，交流牵引控制软件和通信程序实现了本课题需要完成的任务，交流牵引模拟实验系统得到了很好的控制。

全文目录

第一章绪论  8-19
  1.1 本课题的背景和实际意义  8-10
  1.2 课题的意义以及研究内容  10-13
    1.2.1 交流牵引地面实验系统  11
    1.2.2 测控系统任务  11-13
  1.3 交流传动与控制原理  13-18
    1.3.1 测控系统组成  13-15
    1.3.2 三相交流异步电动机及特性  15-18
  1.4 本章小结  18-19
第二章运行系统理论分析  19-35
  2.1 列车牵引计算的意义  19-20
  2.2 运行模拟程序开发的目的和意义  20-21
    2.2.1 运行模拟程序开发的目的  20
    2.2.2 运行模拟程序开发的意义  20-21
  2.3 列车运动的基本理论  21-23
  2.4 列车运动方程及其应用  23-34
    2.4.1 列车牵引力  25-27
    2.4.2 列车运行阻力  27-30
    2.4.3 列车制动力  30-34
  2.5 本章小结  34-35
第三章运行控制系统软件实现  35-48
  3.1 程序简介  35-36
  3.2 运行控制软件结构介绍  36-42
    3.2.1 基础数据输入模块  36-38
    3.2.2 模拟参数定义模块  38-40
    3.2.3 系统输出模块  40
    3.2.4 模拟系统程序运行  40-42
  3.3 程序运行结果  42-43
    3.3.1 列车运行条件  42
    3.3.2 模拟结果  42-43
  3.4 实时测控系统软件  43-47
    3.4.1 控制电机运行指令的传递  43-44
    3.4.2 状态参数的获取  44-47
  3.5 本章小结  47-48
第四章通信程序开发  48-63
  4.1 逆变器通信程序硬件规划  48-49
  4.2 逆变器通信程序软件设计  49-57
    4.2.1 PC机的通信技术介绍  49-50
    4.2.2 异步通信控制器I／O接口芯片8250及应用  50-54
    4.2.3 80C196KB单片机的串行口介绍  54-57
    4.2.4 波特率的确定  57
  4.3 通信程序的实现  57-62
  4.4 本章小结  62-63
结论  63-65
参考文献  65-67
攻读学位期间发表的学术论文  67-68
致谢  68-69

轨道车辆交流牵引模拟实验系统的研究

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