牽引電機冷卻風(fēng)機傳動(dòng)系統節能運行控制
牽引電機冷卻風(fēng)機是機車(chē)輔助傳動(dòng)系統的主要組成部分,為確保機車(chē)正常運行起重要作用,其性能的好壞直接影響機車(chē)的經(jīng)濟性、可靠性。冷卻風(fēng)機由異步電機驅動(dòng),異步電機變頻調速系統有很好的節能運行特性。目前國內外開(kāi)始重視機車(chē)輔助傳動(dòng)異步電機節能運行控制研究,以減少輔助功率的消耗,提高機車(chē)的經(jīng)濟性。本文研究基于牽引電機溫升的冷卻風(fēng)機傳動(dòng)系統節能運行控制方法,通過(guò)變頻調速實(shí)時(shí)調節風(fēng)機驅動(dòng)電機轉速來(lái)提高輔助傳動(dòng)系統的能量利用率,實(shí)現節能降耗運行。文中詳細說(shuō)明了機車(chē)輔助傳動(dòng)系統的結構,并對異步電機傳動(dòng)控制系統的節能運行控制方法進(jìn)行了綜述。介紹了基于電機數學(xué)模型的損耗最小法、在線(xiàn)搜索法以及基于整個(gè)控制系統協(xié)調運行的優(yōu)化控制策略,并對其各自的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了對比。考慮到電機溫升檢測的傳統方法存在需添加相應軟硬件、成本高的問(wèn)題以及有限元法具有實(shí)時(shí)性差的缺點(diǎn),本文采用了等效熱路法。等效熱路法計算簡(jiǎn)單,實(shí)時(shí)性好,但這種方法沒(méi)有考慮電機交變電流引起的集膚效應對電機轉子銅損耗即轉子溫升的影響,以及轉子通風(fēng)口部分堵塞時(shí)對電機溫升的影響。故本文改進(jìn)了電機溫升檢測熱路法,建立了具有轉子電阻校正以及考慮轉子通風(fēng)口部分堵塞的牽引電機溫升模型,設計了冷卻風(fēng)機傳動(dòng)系統模糊控制策略,利用變頻調速系統的特性,提出了基于牽引電機溫升的冷卻風(fēng)機變頻節能運行控制策略。利用MATLAB/Simulink平臺搭建控制系統的仿真模型,計算牽引步電機溫升變化時(shí)冷卻風(fēng)機運行的頻率,分析了變頻控制的節能效果。