2014年低地板电车盘式永磁电机直驱技术及其控制策略

本文主要探讨了2014年针对低地板有轨电车应用的一种创新技术——盘式永磁电机直驱独立车轮方案。传统的牵引电机在有轨电车上布置存在不便，如空间占用大和传动效率较低的问题，作者针对这些问题提出了新的解决方案。 首先，文章强调了电机设计的灵活性。电机被整体悬挂于车辆构架的外侧，通过这种方式，电机的质量被分离出来，成为簧上质量，从而优化了车辆的结构布局，提高了空间利用率。设计过程中，作者利用尺寸方程来估算电机的基本尺寸，并结合计算机辅助设计（CAD）软件，特别是针对60kW功率需求，设计出能满足有轨电车牵引任务的电机。 控制策略是本文的核心部分。采用了基于滑模观测器的无位置传感器矢量控制技术，这种技术允许电机在没有精确位置反馈的情况下实现高效的牵引控制。电机的控制响应迅速且具有很高的鲁棒性，能够应对复杂的运行环境。 文章还提到了车辆导向控制的特点，针对转向架同侧电机和两侧电机进行了差速控制，确保了车辆行驶的平稳性和安全性。为了验证这一方案的有效性，研究者在MATLAB/Simulink平台上搭建了电机控制模型，通过仿真结果证明了该盘式永磁电机直驱系统的优越性能。 此外，文中提及了CAD技术的应用，以及60kW电机的具体参数，如功率输出和可能的磁体材料选择。另外，还提到了MATLAB/Simulink软件在电机控制系统设计中的重要作用，它是一个强大的工具，可以进行系统建模、仿真和测试。 这篇论文展示了如何通过盘式永磁电机直驱技术改进低地板有轨电车的牵引性能，通过理论计算、设计与控制策略的优化，有效提升了车辆的动力性能和操控稳定性。这在轨道交通领域具有重要的应用价值，对于推动绿色、高效的城市公共交通系统发展具有积极意义。