[發明專利]機車輔助逆變器及控制方法

在審

• 申請號: 201710421751.4
• 申請日: 2017-06-07
• 公開（公告）號: CN107104606A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 李賀;許明夏;葛艷華
• 申請（專利權）人: 中車大連電力牽引研發中心有限公司
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司11205
• 代理人: 劉丹,黃健

1.一種機車輔助逆變器，其特征在于，包括：電壓輸出電路以及控制電路；其中，所述控制電路包括：

正負序電壓分離模塊，與所述電壓輸出電路相連接，用于接收所述電壓輸出電路輸出的三相輸出電壓Ua，Ub和Uc，并對所述三相輸出電壓進行變換處理，以獲取兩相輸出電壓Uα和Uβ，以及對所述兩相輸出電壓Uα和Uβ的正負序進行分離處理，以獲取正序分量Uα+、Uβ+和負序分量Uα-、Uβ-；

Park轉換器，與所述正負序電壓分離模塊相連接，用于接收所述正序分量Uα+、Uβ+和負序分量Uα-、Uβ-，并對所述正序分量Uα+、Uβ+和負序分量Uα-、Uβ-進行Park變換，以獲取兩相旋轉坐標系下第一正序的dq軸分量Ud+、Uq+和第一負序的dq軸分量Ud-、Uq-；

PI控制器，與所述Park轉換器相連接，用于接收所述第一正序的dq軸分量Ud+、Uq+和第一負序的dq軸分量Ud-、Uq-，并對所述第一正序的dq軸分量Ud+、Uq+和第一負序的dq軸分量Ud-、Uq-分別進行PI控制，以獲取控制輸出的第二正序的dq軸分量UCd+、UCq+、第二負序的dq軸分量UCd-、UCq-，并根據矢量旋轉角度的角度關系，將第二負序的dq軸分量UCd-、UCq-折算到第二正序的dq軸，并與第二正序的dq軸分量UCd+、UCq+分別進行求和，以獲取控制輸出的第一dq軸電壓Ud、Uq；

控制脈沖生成器，與所述PI控制器相連接，用于接收所述第一dq軸電壓Ud、Uq，并根據所述第一dq軸電壓Ud、Uq生成控制脈沖。

2.根據權利要求1所述的機車輔助逆變器，其特征在于，所述正負序電壓分離模塊包括：

Clark變換器，與所述電壓輸出電路相連接，用于接收所述電壓輸出電路輸出的三相輸出電壓Ua，Ub和Uc，并將所述三相輸出電壓Ua，Ub和Uc經Clark變換至兩相靜止坐標系，以獲取兩相輸出電壓Uα和Uβ；

二階廣義積分器，與所述Clark變換器相連接，用于對所述兩相輸出電壓Uα和Uβ進行濾波和移相，以獲取移相電壓QUα和QUβ，其中Q為移相算子,Q＝e^-jπ/2；

正負序對稱分量計算器，與所述二階廣義積分器相連接，用于對所述移相電壓QUα和QUβ進行正負序對稱分量的計算，以獲取正序分量Uα+、Uβ+和負序分量Uα-、Uβ-。

3.根據權利要求1所述的機車輔助逆變器，其特征在于，所述PI控制器包括：

第一PI控制單元，用于對第一正序的d軸分量Ud+進行PI控制，以獲取控制輸出的第二正序的d軸分量UCd+；

第二PI控制單元，用于對第一正序的q軸分量Uq+進行PI控制，以獲取控制輸出的第二正序的q軸分量UCq+；

第三PI控制單元，用于對第一負序的d軸分量Ud-進行PI控制，以獲取控制輸出的第二負序的d軸分量UCd-；

第四PI控制單元，用于對第一負序的q軸分量Uq-進行PI控制，以獲取控制輸出的第二負序的q軸分量UCq-；

dq軸輸出疊加器，用于根據矢量旋轉角度的角度關系，將第二負序的dq軸分量UCd-、UCq-折算到第二正序的dq軸，并與第二正序的dq軸分量UCd+、UCq+分別進行求和，以獲取控制輸出的第一dq軸電壓Ud、Uq。

4.根據權利要求1所述的機車輔助逆變器，其特征在于，所述控制脈沖生成器，包括：

電感電壓解耦器，與所述PI控制器相連接，用于接收所述第一dq軸電壓Ud、Uq，并獲取電壓輸出電路中LC濾波器中的電感電壓，計算所述電感電壓在第一dq軸的分量ULd、ULq，并對所述第一dq軸電壓Ud、Uq和所述電感電壓在第一dq軸的分量ULd、Ulq，以及所述三相輸出電壓在第一dq軸的分量sUd、sUq進行疊加，以獲取第二dq軸電壓USd、USq；

Park反轉換器，與所述電感電壓解耦器相連接，用于接收所述第二dq軸電壓USd、USq，并對所述第二dq軸電壓USd、USq進行Park反變換，以獲取兩相靜止坐標系下的兩相電壓USα、USβ；

脈寬調制器，與所述Park反轉換器相連接，用于接收所述兩相電壓USα、USβ，并對所述兩相電壓USα、USβ進行空間矢量脈寬調制，以生成控制脈沖。