[發明專利]牽引逆變器控制方法及裝置

有效

• 申請號: 201110451528.7
• 申請日: 2011-12-29
• 公開（公告）號: CN103187918A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 徐從謙;周明磊;王琛琛;李婷婷;楊冬
• 申請（專利權）人: 中國北車股份有限公司大連電力牽引研發中心
• 主分類號: H02P21/13
• 分類號: H02P21/13;H02P27/04
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 張紅蓮

1.一種牽引逆變器控制方法，其特征在于，包括：

配置參數，依據所述參數進入開環恒壓頻比控制或矢量控制；以及

對經上述控制步驟后輸出的電壓信號進行脈寬調制控制；

其中，所述開環恒壓頻比控制，如下實現：

依據設定斜率進行給定頻率的爬升指令輸入；以及

依據輸入的給定頻率的爬升指令分別計算出對應的電壓信號，所述電壓信號包括電壓幅值信息和角度信息；

所述的矢量控制，如下實現：

判斷是否有定速控制指令輸入，是，采集機車實際速度信號和給定速度值，并依據所述速度信號和給定速度值計算得出給定轉矩值；否則，依據牽引特性曲線計算出給定轉矩值；

基于粘著控制算法對給定轉矩值進行修正；

基于全速度范圍的矢量控制算法依據經修正后的所述給定轉矩值計算出電壓信號，所述電壓信號包括電壓幅值信息和角度信息。

2.根據權利要求1所述的牽引逆變器控制方法，其特征在于，所述的全速度范圍的矢量控制算法，包括如下步驟：

實時監測電機的轉速，判斷所述轉速是否小于第一預設轉速，若是，采用磁鏈開環控制算法；否則，繼續下一步驟；

判斷所述轉速是否大于所述第一預設轉速小于第二預設轉速，若是，采用磁鏈閉環控制算法；否則，繼續下一步驟；

判斷所述轉速是否大于所述第二預設轉速，采用標量控制算法；否則，該轉速為異常值，返回重新監測電機的轉速。

3.根據權利要求1所述的牽引逆變器控制方法，其特征在于，所述的全速度范圍的矢量控制算法，包括如下步驟：

根據設定斜率進行給定轉矩的爬升指令輸入；

根據輸入的給定轉矩的爬升指令分別計算出轉矩電流給定值，將所述轉矩電流給定值和轉矩電流檢測值進行偏差計算輸出電壓Q軸分量；

根據電機轉速計算出磁鏈給定值，將所述磁鏈給定值和采用預設磁鏈觀測模型觀測的磁鏈觀測值經調節器計算得出勵磁電流給定值；將所述勵磁電流給定值和勵磁電流檢測值進行偏差計算輸出電壓D軸分量；

將上述的電壓Q軸分量和電壓D軸分量分別和相應的前饋電壓相加后經坐標變換得到輸出電壓的幅值和角度；

其中，電機全速度范圍劃分為三個轉速范圍，所述預設磁鏈觀測模型在所述電機轉速處于不同轉速范圍內采用不同的磁鏈觀測模型。

4.根據權利要求1所述的牽引逆變器控制方法，其特征在于，配置參數之前，還包括：

采樣牽引電路中的電壓和電流信息，并對采樣的信息進行數字化處理；

實時監測控制指令和狀態信息；其中，所述控制指令包括：運行方向和/或手柄級位，狀態信息包括：故障狀態和/或指令狀態；

依據采樣的電壓和電流信息以及實時監測的控制指令或狀態信息，判斷電機是否滿足啟動條件，若不滿足，進入停機處理過程；否則，執行后續步驟。

5.根據權利要求1所述的牽引逆變器控制方法，其特征在于，所述脈寬調制控制，包括：

設置4個依次增大的切換速度值，分別為第一速度值、第二速度值、第三速度值和第四速度值，從所述第一速度值至所述第四速度值依次增大；

小于第一速度點之前的速度區間采用異步調制；

第一速度點至第二速度點之間的速度區間采用15分頻同步調制；

第二速度點至第三速度點之間的速度區間采用7分頻同步調制；

第三速度點至第四速度點之間的速度區間采用3分頻同步調制；

第四速度點以后的速度區間采用方波調制。

6.根據權利要求5所述的牽引逆變器控制方法，其特征在于，所述的脈寬調制算法還包括：在上述各調制過程之間采用平滑過渡策略。

7.根據權利要求5所述的牽引逆變器控制方法，其特征在于，所述的脈寬調制算法還包括：在每個切換速度點處均設置一個滯環控制帶，各切換速度點和滯環寬度通過參數進行配置。