[發明專利]電力機車輔助變流器直流電壓震蕩抑制方法

有效

• 申請號: 202010445777.4
• 申請日: 2020-05-22
• 公開（公告）號: CN111510011B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 張宇龍;葸代其;鄒會杰;張瑞峰;詹哲軍;賀志學
• 申請（專利權）人: 中車永濟電機有限公司
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

本發明涉及變流器直流電壓震蕩抑制方法，具體為電力機車輔助變流器直流電壓震蕩抑制方法。解決現有技術存在的缺陷和問題，提供一種電力機車輔助變流器直流電壓震蕩抑制方法，其抑制控制方法簡單、效果好，同時靈活性、適用性強。該抑制方法如下步驟實現：步驟一：從不同功率等級下的逆變側直流電壓U_dc與電流I_dc的震蕩頻率f中選取最大值f_max及對應的相位差Δ_θmax；步驟二：實時采集逆變側直流電壓U_dc；步驟三：計算逆變側直流電壓U_dc的震蕩量Δ_U；步驟四：選取相應參數A、B并計算調制比補償量Δ_M；步驟五：計算補償量Δ_Mn；步驟六：對Δ_M或Δ_Mn進行限幅運算；步驟七：將調制比M與補償量Δ_M或Δ_Mn相加，并對相加的結果進行限幅處理，然后將結果用于逆變調制算法。

技術領域

本發明涉及變流器直流電壓震蕩抑制方法，具體為電力機車輔助變流器直流電壓震蕩抑制方法。

背景技術

在典型的大功率電力機車輔助變流器應用中由于輸入電壓等級較高，主電路往往采用級聯的方式將降壓斬波Buck電路和逆變器連在一起(如圖1所示)，輔助變流器輸入的直流電壓經過降壓斬波Buck電路降壓后，再通過三相逆變器逆變，輸出電力機車需要的輔助三相交流電，其中，降壓斬波Buck電路的輸入輸出兩側分別稱為輸入側和逆變側。當輔助系統寄生參數或者輸出功率變化以后，由于負阻抗特性，輸入側直流電壓或者逆變側直流電壓容易發生震蕩，從而導致輔助變流器輸出電壓波動較大，不能滿足使用要求。

工程上針對直流電壓震蕩問題，經常通過在輔助變流器的中間直流母線側串加電阻或增加中間支撐電容的方式來抑制直流電壓震蕩問題。但是通過串入電阻會增加能量損耗，降低系統效率，加大支撐電容會增加輔助變流器的體積和成本；通過變化變流器的支撐電容或者串電阻的方式靈活性不夠，工況變化后可能不再適用；同時現有的方法不能確定直流電壓震蕩發生的最初具體位置，不便于系統后續優化。

發明內容

本發明解決現有電力機車輔助變流器直流電壓震蕩抑制方法存在的缺陷和問題，提供一種電力機車輔助變流器直流電壓震蕩抑制方法，其抑制控制方法簡單、效果好，同時靈活性、適用性強。

本發明是采用如下技術方案實現的：電力機車輔助變流器直流電壓震蕩抑制方法，所述輔助變流器是降壓斬波Buck電路和逆變器級連而成，抑制方法是由如下步驟實現的：

步驟一：通過試驗測量所選定的輔助變流器在不同功率等級下(空載到滿載)的試驗波形，得出對應不同功率等級下的逆變側直流電壓U_dc與電流I_dc的震蕩頻率f(單位Hz)，及相應的逆變側直流電壓U_dc與電流I_dc的相位差Δ_θ，其中，Δ_θ＝θ_U-θ_I，θ_U為逆變側直流電壓相位，θ_I為逆變側直流電流相位；從不同功率等級下的逆變側直流電壓U_dc與電流I_dc的震蕩頻率f中選取最大值f_max及對應的相位差Δ_θmax；

步驟二：實時采集逆變側直流電壓U_dc；

步驟三：計算逆變側直流電壓U_dc的震蕩量Δ_U，Δ_U＝U_dc-U_ref，U_ref為逆變側直流電壓目標值；

步驟四：令Δ_θ補＝180°-Δ_θmax，當Δ_θ補≤45°，根據Δ_θ補的大小，按如下選取相應參數A、B：