随着经济社会的发展，轨道交通在我国运输体系中扮演着越来越重要的作用。目前，轨道交通大功率牵引传动系统中普遍使用工频牵引变压器，其庞大的体积和重量无法适应我国铁路轻量化、小型化、节能环保的发展目标。本项目研究的无变压器牵引传动系统融合了级联H桥变换器和多相电机在大功率场合的应用优势，具有结构简单、模块化程度高、易于控制等特点，是一种有应用前景的拓扑结构。课题针对传动系统中级联型H桥有源前端的电流控制策略、电容电压平衡算法、稳定工作域以及双定子感应电机低开关频率条件下控制和调制、多电机协同控制方面的关键问题展开研究。在级联H桥整流器方面，课题详细分析了虚拟矢量电流控制策略的稳定性问题，提出了一种调节能力更强的直流侧电容电压平衡算法。此外，课题还给出了一种多级级联H桥整流器稳定运行区域的通用分析方法。在双定子感应电机控制方面，课题结合轨道交通等大功率牵引传动系统高电压大电流、低开关频率的特点，提出了双定子感应电机在全速度范围内的矢量控制策略及多模式SVPWM调制策略，可以实现牵引电机在整个调速范围内的可靠运行。课题最终实现了一整套基于无变压器H桥级联型整流器和双定子感应电机的系统样机，并进行了实验验证。本课题的研究成果可以为其以后在我国铁路牵引传动系统的推广应用奠定技术基础。 2100433B

为降低传统铁路大功率牵引传动系统庞大的体积和重量，实现我国高速铁路轻量化、小型化、节能环保的发展目标，本课题研究了一种无变压器牵引传动系统，具有结构简化、模块化程度高、易于控制等特点，同时融合了多相电机固有的优点，是一种非常实用化的拓扑结构。针对我国轨道交通牵引传动系统的特殊应用背景，本课题对H桥级联型有源前端的调制策略、电容电压平衡控制算法以及低开关频率条件下六相异步电机的矢量控制策略和调制策略等关键问题展开研究，拟采用基于维持各级悬浮电容输入输出功率平衡的方法，实现悬浮电容电压平衡控制；同时利用三相异步电机成熟的矢量控制技术和调制技术，实现六相异步电机的高性能矢量控制和调制控制。最终目标是实现一整套基于无变压器H桥级联型多电平变换器和六相异步电机的性能好、效率高、成本低、可靠性高且控制功能完善的高压大容量变频调速系统，为其以后在我国铁路牵引传动系统的推广应用奠定技术基础。

目前有三种常用的ABS控制策略用于控制车轮制动压力，分别是单轮控制、低选控制和高选控制。具体介绍如下。

制动防抱死系统单轮控制

要使车辆实现最大的制动强度，首先需保证每个车轮都最大程度地利用了可用的附着系数。针对每个车轮的独立控制策略可以实现这一目标。为此，每个车轮都有一套传感器用于信号测量及其参数计算，都有各自的制动管路以实现对每个车轮制动压力的独立控制，而与其他车轮的工作情况无关。

缺点：在左右车轮附着系数岸不同的路面上，如单侧光滑的路面，由于左右制动力差别较大，会产生很大的横摆力矩，使车辆运动不稳定，一定程度上使得单轮独立控制可获得最大制动强度的优势被削减。

制动防抱死系统低选控制

所谓低选控制就是对同一车轴两侧车轮同时施加制动压力控制，大小由附着系数低的那侧车轮来决定。

这种控制策略可以通过安装于每个车轮上的传感器或安装于差速器驱动齿轮上的传感器完成。

采用低选控制策略，虽不能充分发挥行驶于高附着系数路面上的那侧车轮的附着能力，但却能获得较大的转弯侧向力。并且由于左右车轮的制动力相差不多，车辆不会产生横摆，保证了车辆的稳定性。由于上述优点，低选控制广泛适用于后轴车轮的制动控制。

制动防抱死系统高选控制

高选控制是由高附着系数路面上的那侧车轮来决定车桥两侧车轮的制动压力，因此每个车轮上均需分别安装传感器。

优点：与低选控制相比，高选控制可获得更高的制动强度。

缺点:低附着路面上的那个车轮可能会抱死，因而导致车辆丧失转向能力。由于作用于两侧的制动力不等，还会产生横摆力矩。但因高选控制能获得较高的制动强度，这种控制方式通常用于前轴车轮的制动控制。

内容介绍

《高等教育城市轨道交通系列教材:城市轨道交通牵引电气化概论》共分8章，内容包括：城市轨道交通电气系统，车辆的牵引传动系统，车辆的运行与控制，车辆辅助电器设备，城市轨道交通供电系统，电能的传输与受流，城市轨道交通供电系统电器设备与保护，新型轨道交通车辆。

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