试议牵引地铁牵引系统稳定性提升制约学士

摘 要 地铁牵引系统的稳定性的良好控制，是保证地铁安全平稳运行的基础条件。地铁牵引系统的稳定性，与逆变器直流侧电流的振荡有直接关系。本文主要对地铁牵引系统的稳定性和电路的各项参数的关系进行研究，提出控制提升地铁牵引系统稳定性的有效方法。
关键词 地铁牵引系统；稳定性；抑制振荡；补偿时延；根轨迹法
A 文章编号 1674-6708（2013）90-0050-02
0引言
城市交通的发展，地铁轨道交通列车的运行，大大减少了地面交通的压力。地铁牵引供电系统作为轨道交通的能源设施为地铁的运行提供电力能源，以保证地铁持续正常的运行。地铁牵引系统良好的稳定性，是地铁能够安全平稳运行的基础条件。牵引系统的稳定性与系统电路参数的匹配度息息相关，不匹配的系统参数，可以引起系统直流侧电流出现震荡，极大的影响系统的稳定性和可靠性。

1 地铁牵引系统侧振荡产生的原因分析

地铁牵引传动系统的基本组成主要包括：LC滤波器、牵引变流器、感应电机以及控制系统4个部分。牵引系统中的控制系统负责接收地铁驾驶司机通过手柄传导的转矩指令，再以感应电机电流和转子角速度为参考条件，对牵引逆变器的桥臂进行开关的操作，对达到准确控制电机转矩的目的。
地铁牵引系统运行的工作状况非常复杂，很难直观的表现出来。为了便于分析，运用小信号分析法将地铁牵引系统简化为等效电路模型，R为直流侧线路及电抗L的总和，u表示直流网侧电压， 表示网侧电流；检测设变流器输出功率P是恒定不变的，等效电流源可表示为。设定此等效模型的额定参数的直流侧额定电压为1500V，网侧电流为280A，在此参数设定下，得到此变流器和感应电机的阻抗之和，其特性表现为负阻抗。由此等效电流模型将线性状态空间的方程表达式列为：
要使系统保持稳定，保持P/U2 地铁牵引系统稳定性提升策略

2.1 直流侧振荡抑制的控制策略

通过对牵引系统振荡的分析，如果能够对直流侧电压的振荡的控制在转矩控制上得以实现，是牵引变流器的特性以正阻抗的形式表现，对因为负阻抗引起的阻尼减小问题加以弥补，就能够实现对LC滤波器的振荡发挥抑制作用，对其稳定性进行良好的控制。以此为基础思想，本文提出了直流侧振荡抑制的方法提升牵引系统的稳定性。实践告诉我们，通常都是通过LPF_1（低通滤波器）进行（电容电压直流分量）的获取，再同HPF（高通滤波器）通过LPF_2进行相互的串联进行（电容电压振荡分量）的获取。滤波器通过LPF进行串联，能够将高频分量过滤除去，还可以使电压信号的谐振动频率得到延时补偿。在进行振荡抑制的分析过程中，考虑到滤波器的振荡只有很小的周期性，可将电机速度检测设为恒定不变，再根据对系统牵引转矩控制，可以得出结论，即：可以通过牵引变流器的正阻抗特性进行直流侧振荡的控制。在牵引系统模型中增加振荡抑制的环节之后，为检验其稳定性控制的效果，得到新的小信号

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状态空间表达式：
在牵引系统中增加振荡抑制的环节后，直流侧滤波器没有振荡现象出现，系统运行表现平稳，证明此方法对系统稳定性的提升直接有效。

2.2 振荡抑制策略参数选择

在进行针对抑制策略实施的过程中，其控制参数的设定按照根轨迹法进行分析和选择。根据和n变化的根轨迹图进行分析发现，无论n为何值时，根轨迹图一直呈现实轴对称的模式，随着的由小变大，系统从不平稳趋向平稳。在相同的情况下，n的值越大，变流器的功率增加，系统越稳定。
3 结论
因为直流侧振荡的影响，地铁牵引系统的稳定性收到影响，运行的可靠性无法保证。本文通过牵引系统的空间等效电路模型对直流侧振荡产生的原因进行分析，提出采用振荡抑制的策略提高系统的稳定性取得良好的效果。
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