Harmonic Mitigation in Traction Drives

Sammanfattning: Popular Abstract in Swedish Hos järnvägsfordon ger den låga friktionen mellan hjul och räls upphov till långa bromssträckor, i allmänhet längre än lokförarens siktsträcka. Om föraren påbörjar en inbromsning först när han ser ett hinder på spåret kan det vara för sent. Säker järnvägstrafik kan därför inte enbart lita till föraren, utan det måste också finns ett överordnat signalsystem, ofta i kombination med en automatisk tågledning, som övervakar tågens position längs spåret och som också organiserar trafiken. Ett automatiskt signal- och tågledningssystem utnyttjar system som detekterar ett tågs närvaro på en given del av spåret. Det finns en risk att dessa system kan störas av övertoner, alstrade av ett tågs drivsystem. Eftersom signalsystemet är en vital del av järnvägstrafikens säkerhetssystem, måste riskerna elimineras helt. Detta sker genom att välja lämplig modulation av strömriktarna, samt genom att förse tåget med linjefilter. För att kunna dimensionera filtren korrekt redan på designstadiet, måste alstringen av övertoner kunna predikteras. I detta arbete presenteras snabba algoritmer för beräkning av övertonsalstringen från ett tågs drivsystem. Med drivsystem avses i denna avhandling trefas induktionsmotorer som matas från maskin- och nätströmriktare med spänningsmellanled. Vid beräkningen tas hänsyn till icke-ideala kommuteringar, vilket är av största vikt, eftersom dessa ger upphov till oönskade, lågfrekventa övertoner. Det är möjligt att kompensera effekterna av icke-ideala kommuteringar. I detta arbete har följande kompenseringsmetoder undersökts: - Dödtidskompensering, där skillnaden mellan integralen av strömriktarens utspänning, eller snarare magnetflöde, och spännings-tidytereferensen återkopplas till styrsystemet. - Kompensation av positionsasymmetri, där DC-komponenten i maskinströmriktarens fasström är återkopplad till styrsystemet. - Kompensation av en kvarstående DC-komponent i en strömgivare av Halleffekttyp. I denna metod återkopplas grundtonskomponenten i mellanledsströmmen till styrsystemet. Kompensationsmetoderna, som har föreslagits i denna avhandling, reducerar lågfrekventa övertoner effektivt. Som en följd av detta kan vikten av filtren ombord på tåget minskas, vilket ansenligt sänker energikonsumtionen och komponentkostnaderna.