Design and Control of Parallel Three-Phase AC Motor Drives in Battery-Electric Heavy-Haul Freight Locomotives
Notice bibliographique
Résumé
The transportation sector is one of the largest contributors to global greenhouse gas emissions. Due to climate change, many companies operating within the transportation sector are seeking to reduce their emissions, including Ontario Northland Rail (ONR), who operate afreight rail network in northern Ontario. ONR currently relies on diesel powered locomotives for their freight rail operations. To reduce ONR’s greenhouse gas emissions, researchers at the ePOWER facility of Queen’s University have proposed the development of a prototype battery-electric locomotive which could work in tandem with existing diesel locomotives to hybridize a freight train. One important component of any electric vehicle is the motor drive, which is the electronic circuit which manages the flow of power between the electric traction motors and the vehicle’s battery. In this thesis, a parallel motor drive system suitable for high power AC traction applications, such as battery-electric locomotives, is proposed. A novel control scheme is developed which is implemented directly in the natural, abc, reference frame and overcomes the primary challenge when designing parallel motor drive systems: circulating currents. At the core of this control strategy is a proposed Resonant Proportional Integral (RPI) controller, which uses integrated plant dynamics to achieve the functionality of a second-order Proportional Resonant (PR) controller using only a first-order Proportional Integral (PI) controller. Hence the proposed control strategy is very simple, requiring only an inner first-order RPI controller for the stator currents and an outer PI controller for motor speed and maximum torque per ampere (MTPA) operation. A theoretical analysis of the controller is given, which shows the control is robust and stable for all expected motor speeds. The proposed motor drive system is then simulated using the proposed controller and a conventional controller. The proposed control system is found to match the dynamic speed and torque performance of the conventional controller while also effectively suppressing the circulating currents. Prototype inverter modules are then designed and used to experimentally validate the proposed control scheme. The experimental results show that the proposed control method achieves the claimed performance.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».