[其他]具有交流變直流變換器的電氣機車用控制系統

在審

• 申請號: 101986000002665
• 申請日: 1986-04-18
• 公開（公告）號: CN1003922B
• 公開（公告）日: 1989-04-19
• 發明（設計）人: 筒井義雄;中村清;木村彰;今井勇人;田村薰;三浦昭
• 申請（專利權）人: 日立制作所股份有限公司
• 代理公司: 上海專利事務所
• 代理人: 顏承根

一電氣機車具有兩個串聯連接的交流變直流變換器，及一個功率因數控制器連到一個變換器。兩變換器有兩自動脈沖相位移相器并由響應流在變換器中的電流和參考信號之間的差信號的信號進行控制。自動脈沖移相器的一個輸入信號由偏置信號進行調節。當測量到的機車的速度超過預定參考速度信號時轉換從每個自動脈沖移相器到每個變換器的輸出。

本發明涉及具有交流變直流變換器（AC-DC Converter）的電氣機車用的控制系統，且更具體地涉及控制系統的功率因數控制器。

為了調節電氣機車的速度，在交流變直流變換器中所包含的晶閘管由點火信號控制。因為交流變直流變換器產生高諧波頻率的電流，該電流形成估量噪聲干擾電流，必須提供一個功率因數控制器來減小估量噪聲干擾電流及改進電氣機車的功率因數。許多較早的提供功率因數控制器的努力方面的例子在參考文獻如日本特開昭55-100037號，昭56-19305及56-42819等中已有描述。盡管這些參考文獻中的某些文獻揭示了有價值的概念，但現在實用的功率因數控制器需要進一步改進。

在EP-001564號專利中曾提供了一種電源變換器的功率因數改進裝置，其中包括變壓器;具有多個受控整流電路Rf1，Rf2的電源變換器，其交流側與變壓器的各次級繞組相連，而其直流側則相對于直流負載作串連連接;對多個受控整流電路中的一個進行相位控制的控制裝置;及改進電源變換器的功率因數的電容器組（CLC），該電容器組僅與一個次級繞組相連。該裝置中首先從最大控制相位角向最小控制相位角控制整流電路Rf1，其結果是Rf1的輸出電壓增加，同時整流電路Rf2維持在最大控制相位角。當Rf1中的控制相位角到達其最小值時，Rf2中的控制相位角迅速變為其最小值。與此同時Rf1中的控制相位角迅速返回到其最大值，且其后開始再向其最小值進行控制。但由于在Rf1和Rf2中的控制相位角的控制區域中沒有重疊的期間，其輸出中會產生不希望出現的突然變化。

理想的功率因數控制器應具有三個如下特征：

（1）尺寸小，因為機車的空間很有限;

（2）將估量噪聲的干擾電流減少到低于預定值的能力;及

（3）防止過補償的能力，因過補償會將滯后的功率因數改變成超前的功率因數。

本發明的目的是提供一種改進的功率因數控制器。

另一目的是提供尺寸小的控制系統。

另一目的是提供能有效地減小估量噪聲干擾電流的控制系統。

本發明的另一目的是提供一種通過控制變換器以便能有效地減小估量噪聲干擾電流的方法。

如果電氣機車裝有一種功率因數控制器，該控制器具有從無負載到100%負載狀態的過渡期間相當好地去掉估量噪音干擾電流的能力，則功率因數控制器一般在尺寸上很大，且將出現過補償，因而將功率因數從滯后的功率因數轉變為超前的功率因數。在有串聯連接的交流變直流變換器的電氣機車中，機車的速度由控制變換器的每個相位控制角來進行調節。

因而，在本發明中，不管所有的電容是連到一個變換器，還是在變換器之間作不等量分配，為了有效地去除由變換器的相位控制角所產生的估量噪聲干擾電流，應將功率因數控制器連到具有較大相位控制角的變換器上。因為每個變換器是獨立地由不同的點火信號產生器供給具有不同相位控制角的點火信號，故當預定的機車狀態被滿足時轉換變換器和點火信號產生器之間的連接。

圖1表示本發明的一個實施例的示意圖。

圖2表示目前實用的交流變直流的變換器的輸出電壓的特性曲線。

圖3表示在圖1中所示的最佳實施例中的輸出電壓的特性曲線的例子。

圖4及圖5表示說明本發明的一實施例的性能的特性曲線。

圖6表示說明一實施例的一些重要部分的波形的時間圖。

圖7表示本發明的另一實施例的示意圖。

圖8和圖9表示對應于圖4及圖5，但為圖7所示的實施例的一些特性曲線。

圖10表示對應于圖9的一些特性曲線。