[發(fā)明專利]用于大功率永磁直驅系統(tǒng)的牽引變流器及其控制方法

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• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN110875696A
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發(fā)明（設計）人: 梁鎮(zhèn)中;劉鵬;張佳峰
• 申請（專利權）人: 中車大同電力機車有限公司
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08;H02P27/08;H02P27/06
• 代理公司: 北京律智知識產(chǎn)權代理有限公司 11438
• 代理人: 袁禮君;闞梓瑄

1.一種用于大功率永磁直驅系統(tǒng)的牽引變流器，其特征在于，包括三個牽引變流單元，每一所述牽引變流單元包括：

預充電回路；

四象限整流電路；

中間直流回路；

逆變器電路，包括驅動板，所述驅動板的動態(tài)有源鉗位電壓分為3700V和4400V兩級；以及

牽引控制單元，包括：

四象限脈沖整流器，耦接于所述四象限整流電路，用于控制所述四象限整流電路運行；

逆變器控制電路，耦接于電機和所述逆變器電路，用于根據(jù)所述電機的轉速控制所述逆變器電路運行。

2.如權利要求1所述的牽引變流器，其特征在于，所述逆變器控制電路包括：

轉速判斷模塊，用于檢測電機轉速，在所述電機轉速小于等于預設值時發(fā)送第一信號，在所述電機轉速大于所述預設值時發(fā)送第二信號；

MTPA控制信號產(chǎn)生模塊，用于響應所述第一信號，采用MTPA方式生成控制信號；

弱磁控制信號產(chǎn)生模塊，用于響應所述第二信號，采用弱磁方式生成所述控制信號。

3.如權利要求2所述的牽引變流器，其特征在于，所述逆變器控制電路還包括：

信號調制模塊，用于在所述電機轉速位于第一取值區(qū)域時，根據(jù)所述電機轉速采用異步調制方式確定對所述控制信號進行調制的調制頻率，在所述電機轉速位于第二取值區(qū)域時，根據(jù)所述電機轉速采用中間60度同步調制方式確定對所述控制信號進行調制的調制頻率，以及在所述電機轉速位于第三取值區(qū)域時，根據(jù)所述電機轉速采用方波調制方式確定對所述控制信號進行調制的調制頻率。

4.如權利要求1所述的牽引變流器，其特征在于，所述四象限脈沖整流器包括：

電壓控制閉環(huán)電路，用于控制直流母線電壓為預設電壓值；

電流控制閉環(huán)電路，用于控制交流電流的電流波形為正弦波。

5.如權利要求1～4任一項所述的牽引變流器，其特征在于，還包括：

隔離接觸器，耦接于所述逆變器電路。

6.如權利要求1所述的牽引變流器，其特征在于，還包括：

輔助變流單元，包括：

輔助預充電回路；

輔助四象限整流電路；

輔助中間直流回路，包括儲能電路及測量保護電路；

輔助逆變器電路；以及

輔助控制單元，包括：

輔助四象限脈沖整流器，用于控制所述輔助四象限整流電路運行；

輔助逆變器控制電路，用于控制所述輔助逆變器電路運行。

7.如權利要求6所述的牽引變流器，其特征在于，還包括：

水冷卻系統(tǒng)，耦接于所述牽引變流單元以及所述輔助變流單元。

8.一種大功率永磁直驅系統(tǒng)，其特征在于，包括：

如權利要求1-7所述的牽引變流器；

永磁同步電機，耦接于所述牽引變流器；

撓性聯(lián)軸器，耦接于所述永磁同步電機以及機車的輪對。

9.一種牽引變流器控制方法，其特征在于，包括：

檢測電機轉速；

在所述電機轉速小于等于預設值時，采用MTPA方式生成控制逆變器運行的控制信號；

在所述電機轉速大于所述預設值時，采用弱磁方式控制生成控制所述逆變器運行的控制信號。

10.如權利要求9所述的牽引變流器控制方法，其特征在于，還包括：

在所述電機轉速位于第一取值區(qū)域時，根據(jù)所述電機轉速采用異步調制方式確定對所述控制信號進行調制的調制頻率；

在所述電機轉速位于第二取值區(qū)域時，根據(jù)所述電機轉速采用中間60度同步調制方式確定對所述控制信號進行調制的調制頻率；

在所述電機轉速位于第三取值區(qū)域時，根據(jù)所述電機轉速采用方波調制方式確定對所述控制信號進行調制的調制頻率。