火车牵引电机负荷不平衡问题及控制策略研究

汪胜兰 王珊

摘要：在火车的运行过程中，因为轮径、电机转子电阻因素影响导致电机负荷存在不平衡问题，对电机转矩输出和运行效率产生影响。本文从轮径差异、转子电阻差异两方面对影响电机负荷情况进行分析，并通过假设方式以加权控制方式验证控制策略的可行性。

关键词：电机负荷;轮径差异;转子电阻差异

引言

现阶段火车牵引系统主要为车控方式，虽然这种设计方式省去功率器件应用，对控制结构加以简化，但是在实际运行中，却增加了因为轮径差异、转子电阻差异所引发的电机负荷不平衡问题，情况发生将导致部分电机出现过载运行情况，甚至导致轮轨出现打滑、空转情况，因此需要针对问题积极采取相应措施加以改善。

1火车牵引电机负荷分配情况

火车电力牵引系统应用单相工频交流电制式交-直-交传动结构。牵引系统变压器把受电弓受电25kV电压转换为50Hz/1500V电压。经变流器传输频率、电压可控交流电，为异步电机运行提供电源。变流器主要由逆变器、整流器组成，异步电机为三相四极，组成形式为四台并联。通过一部变流器对火车多台车控电机供电，在理想环境中并联电机保持一致特性，车轴轮相对轮径尺寸也保持一致，确保火车出力最佳，稳定系统运行。但火车牵引电机负荷不平衡情况频繁发生。究其原因主要包括两点：第一，火车车轮相对轮径存在差异;第二，电机参数存在偏差，其中转子电阻参数偏差情况最为严重。……