[發明專利]直驅永磁電力機車變流器電流偏置調節方法及設備

有效

• 申請號: 201811324911.4
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN111162680B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（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

本發明實施例提供一種直驅永磁電力機車變流器電流偏置調節方法及設備，該方法包括：對輸入四象限整流器的交流電流進行采樣，得到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；獲取正半周期的電流值的第一和值與負半周期的電流值的第二和值，并根據第一和值和第二和值，獲取電流偏置值；將電流偏置值與零的第一差值輸入至第一PI控制器，獲取第一PI控制器輸出的第一輸出值；根據第一輸出值以及PR控制器輸出的第二輸出值得到脈沖寬度調制符號；根據脈沖寬度調制符號控制四象限整流器中的IGBT的通斷。本實施例提供的方法能對變壓器側電流偏置進行根本抑制和消除，進而消除電流偏置對四象限變流器控制的影響。

技術領域

本發明涉及電力機車變流器技術，尤其涉及一種直驅永磁電力機車變流器電流偏置調節方法及設備。

背景技術

變流器包括四象限整流器和逆變器兩部分組成。當四象限整流器因器件、控制等因素出現電壓偏置時，四象限變流器將不穩定，IGBT器件偏離其額定工作區，同時將會在變壓器上產生較大的直流偏置，造成變壓器工作點偏移、溫度上升等，會嚴重影響整流器的正常工作及電力機車的正常運行，同時導致變壓器損壞或者使用壽命降低。

現有技術采用硬件濾波電路設計或者軟件高通濾波器設計，對出現的偏置的交流側電流采集信號進行硬件濾波，從而消除直流偏置對四象限整流器的影響。

然而，采用現有技術，并沒有從根本上解決直流偏置，四象限整流器能夠穩定運行，但是變壓器仍工作在偏置點，變壓器溫升及帶來的其他問題仍沒有解決。

發明內容

本發明實施例提供一種直驅永磁電力機車變流器電流偏置調節方法及設備，從根本上對變壓器側電流偏置進行抑制，消除電流偏置對四象限變流器控制的影響。

第一方面，本發明實施例提供一種直驅永磁電力機車變流器電流偏置調節方法，包括：

對輸入四象限整流器的交流電流進行采樣，得到采樣周期內的交流電流，所述交流電流包括正半周期的電流值和負半周期的電流值；

獲取正半周期的電流值的第一和值與負半周期的電流值的第二和值，并根據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；

根據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電網電壓相同；

根據所述脈沖寬度調制符號控制所述四象限整流器中的絕緣柵雙極型晶體管IGBT的通斷。

在一種可能的設計中，對所述輸入四象限整流器的交流電流進行采樣，得到采樣周期內的交流電流之前，還包括：

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；

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，所述鎖相環用于控制所述交流電流的周期與相位和電網電壓的周期與相位保持一致。

在一種可能的設計中，對輸入所述四象限整流器的交流電流進行采樣，得到采樣周期內的交流電流，包括：

根據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所述IGBT通斷頻率的兩倍；

根據所述鎖相環確定的電網電壓相位和所述采樣電流，得到采樣周期內的交流電流。

在一種可能的設計中，根據所述鎖相環確定的電網電壓相位和所述采樣電流，得到采樣周期內的交流電流之前，所述方法還包括：