[發明專利]等效機車-牽引網耦合實驗平臺及其試驗方法

有效

• 申請號: 201710002508.9
• 申請日: 2017-01-03
• 公開（公告）號: CN106597105B
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 胡海濤;陶海東;楊孝偉;朱曉娟;周毅;何正友
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02;G01R31/00;H02M7/217
• 代理公司: 成都盈信專利代理事務所(普通合伙) 51245
• 代理人: 張澎

1.一種車-網耦合的實驗平臺，其特征在于，由交流電源(100)、等效牽引變壓器(200)、等效牽引網(300)和等效機車(400)構成；其中，交流電源(100)通過開關一S₁、開關二S₂向等效牽引變壓器(200)的輸入端選擇性提供包含或者不包含10V/可變頻擾動電源的220V/50Hz公共電網電源，220V/50Hz公共電網電源與10V/可變頻的擾動電源串聯，開關一S₁控制擾動電源的投切，開關二S₂控制整個交流電源(100)的投切，10V/可變頻的擾動電源作為激勵源在測量機車阻抗頻率特性以及牽引網阻抗頻率特性時使用；所述的等效牽引變壓器(200)是變比可調的單相隔離變壓器，其輸出端接入到等效牽引網(300)；等效牽引網(300)由可調電阻R_S、可調電感L_S、可調電容C_S1，C_S2組成，可調電阻R_S與可調電感L_S串聯，該串聯結構兩端分別構成等效牽引網(300)的輸入端和輸出端，等效牽引網(300)的輸入端和輸出端分別并聯可調電容器C_S1和C_S2，可調電阻和可調電容器共同構成一個諧振頻率、諧振峰值、諧振點數目均可調的雙峰諧振電路；

等效機車(400)由整流器C、連接電感L_N、連接電阻R_N、支撐電容C₁、可調負載電阻R_load、電壓傳感器TV1、TV2、電流傳感器TA1、TA2、信號調理電路、監測與控制模塊MC和驅動與保護電路Q構成；其中，連接電感L_N和電阻R_N串接于等效牽引網(300)與整流器C交流輸入端之間；支撐電容C₁并聯于整流器C直流輸出端；可調負載電阻R_load與支撐電容C₁并聯；電壓傳感器TV1并聯于整流器C交流輸入端，用于測量輸入等效機車(400)的交流電壓；電流傳感器TA1串聯于等效牽引網(300)與整流器C之間，用于測量流入整流器C的交流電流；電壓傳感器TV2并聯于整流器C直流輸出端，用于測量整流器C輸出的直流電壓；電流傳感器TA2串聯于整流器C與可調負載電阻R_load之間，用于測量整流器C輸出的直流電流；監測與控制模塊MC通過信號調理電路測量來自電壓傳感器TV1、TV2和電流傳感器TA1、TA2的電壓、電流信號。

2.根據權利要求1所述的一種車-網耦合的實驗平臺，所述的監測與控制模塊MC由微處理器實現，微處理器根據電壓傳感器TV1、TV2和電流傳感器TA1、TA2的電壓、電流信號，采用瞬態電流控制算法，通過調制產生PWM信號并輸入驅動與保護電路Q，完成對整流器C的閉環控制。

3.一種車-網耦合的實驗平臺的試驗方法，采用權利要求1或2所述的實驗平臺實現諧波諧振、諧波不穩定、低頻網壓振蕩的牽引供電電能質量問題的重現，包含如下的主要步驟：

a、調參：調節等效牽引網(300)參數與等效機車(400)整流器C控制參數于發生諧波諧振、或者諧波不穩定、或者低頻網壓振蕩現象的理論值附近；所述調節等效牽引網(300)參數，包括調節電阻R_S、電感L_S、電容C_S1或電容C_S2；所述調節整流器C控制參數，包括調節PI控制器、電流環、電壓環、鎖相環或時間延遲；

b、試驗：閉合開關二S2，啟動系統，同時通過測試設備同步顯示和儲存牽引網電壓、電流信號，觀察是否發生諧波諧振、或者諧波不穩定、或者低頻網壓振蕩現象；若未出現這些現象，則微調等效牽引網(300)參數和整流器C控制參數，重復試驗，直到出現這些現象；

c、機車/牽引網阻抗頻率特性測試：閉合開關二S₂，啟動系統，當等效牽引網(300)電壓、電流信號穩定后閉合開關一S₁，為系統注入幅值為10V，頻率可變的擾動源，采集開關一S₁閉合前后的電壓、電流波形，通過波動量法計算機車/牽引網阻抗頻率特性。