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6致谢 48
1 绪论
1.1牵引电机研究的背景
1.2国内外发展状况
1.3 电力牵引的优点分析
电力牵引作为电气传动的一个单独类别，过去一起采用直流电动机牵引或脉流电动机牵引。近20年来，由于电子技术尤其是大功率变流技术的发展、控制理论和控制技术的完善、以及静止变频器研究技术的成熟，使三相交流电动机在机车牵引中的应用得到了关键性突破，获得了极为迅速的发展。
三相交流异步电动机牵引有着显著优越的技术经济指标。一般说来有以下优点：
（1）有良好的牵引性能
合理地利用系统的调压、调频特性，可以实现宽范围的平滑调速，使机车的高速利用功率 ，恒功率调速比 。另外，调节调频特性能使机车起动时发出较大的起动转矩。
（2）电网功率因数高、谐波干扰小
在交—直—交电力机车上，其电源侧变流器可以采用四象限调节变流器（ ），它通过PWM斩波控制方法，可以调节电网输入电流的相位，使所取电流接近正弦波形，并能在广泛的负载范围内使机车的功率因数近于1，这在减小对通讯信号的谐波干扰方面和充分利用电网的传输功率方面都有很大的意义。另外，四象限变流器能很方便地实现牵引和再生之间的能量转换，能取得显著的节能效果。
（3）功率大、体积小、重量轻、运行可靠
由于异步电动机转速可达4000r/min，由于利用了换向器电机换向器所占的空间，所以交流电机能够做到功率大、重量轻。与带换向器的直流（脉流）电动机相比，其单位重量千瓦（kW/kg）是直（脉）流电机的三倍。在机车车体提供的空间范围内，异步电动机的功率可以达到1400～2000kW。另外，交流电动机没有换向器和电刷装置，机车主电路系统又可以省去许多有触点电器，因此，运行可靠性可以进一步提高。
（4）动态性能和粘着利用好
由于交流异步电动机有较硬的自然特性，其防空转（机车粘着利用）性能较好。当机车轮对发生空转（粘着破坏）时，牵引力会急剧下降，使粘着牵引力很快恢复。经过近十年的研究，机车牵引控制已用矢量控制或直接转矩控制取代了滑差——电流控制。这些控制技术，不仅能使系统稳态精度高，而且能获得高的动态性能，可以使牵引力沿着轮轨之间蠕滑极限进行控制，极适合于当代机车高速、重载牵引的要求。
2异步电机的动态模型
异步电动机的三相数学模型如图2.1所示；定子三相绕组轴线A、B、C在空间是固定的。转子绕组轴线a、b、c随转子旋转。
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