[發(fā)明專利]直驅永磁電力機車變流器電流偏置調節(jié)方法及設備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811324911.4
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN111162680B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設計）人: 于森林;張瑞峰;蘇鵬程;張巧娟;葸代其;梁海剛;張亞斌;詹哲軍;鄒會杰
• 申請（專利權）人: 中車永濟電機有限公司
• 主分類號: H02M5/42
• 分類號: H02M5/42;H02M7/219
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 孫靜;劉芳

1.一種直驅永磁電力機車變流器電流偏置調節(jié)方法，其特征在于，包括：

根據(jù)預設采樣頻率對輸入四象限整流器的交流電流進行采樣，得到采樣電流，所述預設采樣頻率為絕緣柵雙極型晶體管IGBT通斷頻率的兩倍；

通過第一帶通濾波器和第二帶通濾波器對所述采樣電流進行濾波，得到濾波后的采樣電流；其中，所述第一帶通濾波器用于獲取所述交流電流的主頻信號，所述第二帶通濾波器用于濾除干擾諧波；

獲取所述四象限整流器的直流母線電壓與指令電壓的第二差值，以將所述第二差值輸入至第二PI控制器，使得所述第二PI控制器輸出的第三輸出值與鎖相環(huán)輸出值相乘，得到與電網電壓同相位的交流電流，所述鎖相環(huán)用于控制所述交流電流的周期與相位和所述電網電壓的周期與相位保持一致；

根據(jù)所述鎖相環(huán)確定的電網電壓相位和所述濾波后的采樣電流，得到采樣周期內的交流電流，所述采樣周期內的交流電流包括正半周期的電流值和負半周期的電流值；

獲取所述正半周期的電流值的第一和值與所述負半周期的電流值的第二和值，并根據(jù)所述第一和值和所述第二和值，獲取電流偏置值；

將所述電流偏置值與零的第一差值輸入至第一PI控制器，獲取所述第一PI控制器輸出的第一輸出值，所述第一差值用于表征控制偏差，所述第一輸出值為電流變量；

根據(jù)所述第一輸出值以及PR控制器輸出的第二輸出值得到脈沖寬度調制符號，所述PR控制器用于對所述交流電流進行無靜差控制，使所述交流電流的周期和相位與所述電網電壓相同；

根據(jù)所述脈沖寬度調制符號控制所述四象限整流器中的所述IGBT的通斷。

2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，將所述電流偏置值與零的第一差值輸入至第一PI控制器，獲取所述第一PI控制器輸出的第一輸出值之前，所述方法還包括：

判斷所述第一差值的絕對值是否大于滯環(huán)環(huán)寬的絕對值，得到的判斷結果為是。

3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述第一輸出值以及PR控制器輸出的第二輸出值得到脈沖寬度調制符號，包括：

對所述第一輸出值和所述第二輸出值進行求和，得到第三和值，所述第二輸出值為電流值；

根據(jù)所述第三和值和單極倍頻脈沖調制方式，得到所述脈沖寬度調制符號。

4.一種直驅永磁電力機車變流器電流偏置調節(jié)設備，其特征在于，包括：

采樣模塊，用于根據(jù)預設采樣頻率對輸入四象限整流器的交流電流進行采樣，得到采樣電流，所述預設采樣頻率為絕緣柵雙極型晶體管IGBT通斷頻率的兩倍；

濾波模塊，用于通過第一帶通濾波器和第二帶通濾波器對所述采樣電流進行濾波，得到濾波后的采樣電流；其中，所述第一帶通濾波器用于獲取所述交流電流的主頻信號，所述第二帶通濾波器用于濾除干擾諧波；

電壓外環(huán)處理模塊，用于獲取所述四象限整流器的直流母線電壓與指令電壓的第二差值，以將所述第二差值輸入至第二PI控制器，使得所述第二PI控制器輸出的第三輸出值與鎖相環(huán)輸出值相乘，得到與電網電壓同相位的交流電流，所述鎖相環(huán)用于控制所述交流電流的周期與相位和所述電網電壓的周期與相位保持一致；

所述采樣模塊，還用于根據(jù)所述鎖相環(huán)確定的電網電壓相位和所述濾波后的采樣電流，得到采樣周期內的交流電流，所述采樣周期內的交流電流包括正半周期的電流值和負半周期的電流值；

電流內環(huán)處理模塊，用于獲取所述正半周期的電流值的第一和值與所述負半周期的電流值的第二和值，并根據(jù)所述第一和值和所述第二和值，獲取電流偏置值；

所述電流內環(huán)處理模塊還用于，將所述電流偏置值與零的第一差值輸入至第一PI控制器，獲取所述第一PI控制器輸出的第一輸出值，所述第一差值用于表征控制偏差，所述第一輸出值為電流變量；

脈沖寬度調制PWM模塊，用于根據(jù)所述第一輸出值以及PR控制器輸出的第二輸出值得到脈沖寬度調制符號，所述PR控制器用于對所述交流電流進行無靜差控制，使所述交流電流的周期和相位與所述電網電壓相同；

所述脈沖寬度調制PWM模塊還用于，根據(jù)所述脈沖寬度調制符號控制所述四象限整流器中的所述IGBT的通斷。

5.一種直驅永磁電力機車變流器電流偏置調節(jié)設備，其特征在于，包括：

現(xiàn)場可編程門陣列FPGA芯片和數(shù)字信號處理DSP芯片；

所述FPGA芯片用于對輸入四象限整流器的交流電流進行采樣；

所述DSP芯片用于執(zhí)行如權利要求1至3中任一所述的方法，其中，所述方法不包括對輸入四象限整流器的交流電流進行采樣的步驟。