[發(fā)明專利]一種降低變流器輸出電壓變化率的電路及控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010146664.4
• 申請(qǐng)日: 2020-03-05
• 公開（公告）號(hào): CN111313657B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮江華;梅文慶;竇澤春;陳燕平;朱武;謝舜蒙;呂永燦;忻蘭苑
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中車株洲電力機(jī)車研究所有限公司
• 主分類號(hào): H02M1/00
• 分類號(hào): H02M1/00;H02M1/088;H02M1/32;H02M1/38;H02M7/5387
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 劉曉菲

1.一種降低變流器輸出電壓變化率的電路，其特征在于，所述電路包括至少一個(gè)單相橋結(jié)構(gòu)，所述單相橋結(jié)構(gòu)包括：時(shí)序交錯(cuò)的兩相并聯(lián)橋臂、相間變壓器和控制器；

所述兩相并聯(lián)橋臂包括并聯(lián)連接的第一橋臂和第二橋臂，所述第一橋臂的中點(diǎn)通過所述相間變壓器連接所述第二橋臂的中點(diǎn)；

所述控制器，用于根據(jù)變流器的母線電壓、負(fù)載允許的電壓變化率、所述變流器與所述負(fù)載間的電纜的寄生參數(shù)以及所述負(fù)載的寄生參數(shù)，確定開關(guān)時(shí)間差；并根據(jù)上位機(jī)下發(fā)的脈沖控制信號(hào)和所述開關(guān)時(shí)間差，控制所述第一橋臂和所述第二橋臂的開關(guān)；

所述控制器具體用于：

根據(jù)所述母線電壓和所述電壓變化率，確定輸出電壓上升時(shí)間；

基于所述輸出電壓上升時(shí)間調(diào)整所述開關(guān)時(shí)間差，以使所述電纜和所述負(fù)載的寄生參數(shù)工作在準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)諧振狀態(tài)；

按照預(yù)設(shè)的交錯(cuò)開關(guān)時(shí)序和所述開關(guān)時(shí)間差，控制所述第一橋臂和所述第二橋臂的開關(guān)，以使所述相間變壓器的差分電流小于預(yù)設(shè)閾值；

所述開關(guān)時(shí)間差，包括：

在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)，當(dāng)根據(jù)所述脈沖控制信號(hào)確定開通上開關(guān)管、關(guān)斷下開關(guān)管時(shí)，第一橋臂的上開關(guān)管開通、下開關(guān)管關(guān)斷的時(shí)刻和第二橋臂的上開關(guān)管開通、下開關(guān)管關(guān)斷的時(shí)刻之間的時(shí)間間隔，或者，第二橋臂的上開關(guān)管開通、下開關(guān)管關(guān)斷的時(shí)刻和第一橋臂的上開關(guān)管開通、下開關(guān)管關(guān)斷的時(shí)刻之間的時(shí)間間隔；

或者，在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)，當(dāng)根據(jù)所述脈沖控制信號(hào)確定開通下開關(guān)管、關(guān)斷上開關(guān)管時(shí)，第一橋臂的上開關(guān)管關(guān)斷、下開關(guān)管開通的時(shí)刻和第二橋臂的上開關(guān)管關(guān)斷、下開關(guān)管開通的時(shí)刻之間的時(shí)間間隔，或者，第二橋臂的上開關(guān)管關(guān)斷、下開關(guān)管開通的時(shí)刻和第一橋臂的上開關(guān)管關(guān)斷、下開關(guān)管開通的時(shí)刻之間的時(shí)間間隔。

2.根據(jù)權(quán)利要求 1 所述的電路，其特征在于，所述單相橋結(jié)構(gòu)還包括： 差分電流傳感器；

所述差分電流傳感器，用于采集所述第一橋臂與所述第二橋臂之間的差分電流，并將所述第一橋臂與所述第二橋臂之間的差分電流傳輸至所述控制器；

所述控制器，具體用于根據(jù)所述第一橋臂與所述第二橋臂之間的差分電流確定所述第一橋臂和所述第二橋臂的交錯(cuò)開關(guān)時(shí)序，并根據(jù)所述交錯(cuò)開關(guān)時(shí)序、所述脈沖控制信號(hào)和所述開關(guān)時(shí)間差，控制所述第一橋臂和所述第二橋臂的開關(guān)，以使所述相間變壓器的差分電流小于預(yù)設(shè)閾值；

所述相間變壓器的差分電流為，在一次上開關(guān)管關(guān)斷到下開關(guān)管開通， 或者，一次下開關(guān)管關(guān)斷到上開關(guān)管開通期間，所述兩相并聯(lián)橋臂在所述相間變壓器內(nèi)產(chǎn)生的差分電流。

3.根據(jù)權(quán)利要求 1 所述的電路，其特征在于，所述單相橋結(jié)構(gòu)還包括： 第一電流傳感器和第二電流傳感器；

所述第一電流傳感器，用于采集所述第一橋臂的第一電流，并將所述第一電流傳輸至所述控制器；所述第一橋臂的第一電流為所述第一橋臂的輸出電流；

所述第二電流傳感器，用于采集所述第二橋臂的第二電流，并將所述第二電流傳輸至所述控制器；所述第二橋臂的第二電流為所述第二橋臂的輸出電流；

所述控制器，具體用于根據(jù)所述第一電流和所述第二電流，確定所述第一橋臂與所述第二橋臂之間的差分電流，并根據(jù)所述第一橋臂與所述第二橋臂之間的差分電流確定所述第一橋臂和所述第二橋臂的交錯(cuò)開關(guān)時(shí)序；根據(jù)所述交錯(cuò)開關(guān)時(shí)序、所述脈沖控制信號(hào)和所述開關(guān)時(shí)間差，控制所述第一橋臂和所述第二橋臂的開關(guān)，以使所述相間變壓器的差分電流小于預(yù)設(shè)閾值。

4.根據(jù)權(quán)利要求 1 至 3 任一項(xiàng)所述的電路，其特征在于，所述單相橋結(jié)構(gòu)還包括：濾波電感和濾波電容；

所述濾波電感的第一端連接所述相間變壓器中兩個(gè)繞組的串聯(lián)連接點(diǎn)， 所述濾波電感的第二端連接所述變流器的輸出端；

所述濾波電容的第一端連接所述濾波電感的第二端；當(dāng)所述電路包括一個(gè)所述單相橋結(jié)構(gòu)時(shí)，所述濾波電容的第二端連接所述變流器的母線負(fù)極； 當(dāng)所述電路包括多個(gè)所述單相橋結(jié)構(gòu)時(shí)，所述濾波電容的第二端連接多個(gè)所述單相橋結(jié)構(gòu)的公共點(diǎn)；

則所述控制器具體通過以下方式確定所述開關(guān)時(shí)間差：

根據(jù)所述母線電壓和所述電壓變化率，確定輸出電壓上升時(shí)間；

基于所述輸出電壓上升時(shí)間，調(diào)整所述開關(guān)時(shí)間差、所述濾波電感和所述濾波電容，以使所述濾波電感、所述濾波電容以及所述電纜和所述負(fù)載的寄生參數(shù)工作在準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)諧振狀態(tài)。