[發明專利]一種牽引變流器直流側電壓穩定控制方法

在審

• 申請號: 202010808102.1
• 申請日: 2020-08-12
• 公開（公告）號: CN111953251A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 張靜萌;陳鴻蔚;周志華;馬婷
• 申請（專利權）人: 湘潭電機股份有限公司
• 主分類號: H02P21/05
• 分類號: H02P21/05;H02P23/04;H02P29/50;H02M1/14;H02M7/48
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙) 43108
• 代理人: 陳偉

本發明公開了一種牽引變流器直流側電壓穩定控制方法，包括以下步驟：牽引變流器獲得直流側電容電壓；對直流側電容電壓進行濾波，獲得直流側電容電壓的直流分量；計算直流側電容電壓的振蕩分量，并計算振蕩分量對電壓的影響因素；在轉矩控制中，計算電流環解耦部分輸出的轉矩分量電壓對直流側電壓的影響因素；將直流側電容電壓振蕩分量及輸出轉矩分量電壓前饋到轉矩控制指令處，實現前饋調節，得到修正后的轉矩指令。本發明采用兩種影響因素來前饋補償轉矩的方式，實現牽引變流器直流側電壓波動振蕩抑制的目標，能夠有效抑制在牽引變流器控制電機的運行過程中，出現的持續振蕩現象。

技術領域

本發明涉及一種牽引變流器直流側電壓穩定控制方法。

背景技術

牽引變流器前端為直流供電，后端為三相交流輸出帶牽引電機。一般在設計的過程中，會在變流器直流側增加濾波電抗器和支撐電容，來抑制在變流器運行時，直流側電壓和電流可能出現的振蕩現象，這種振蕩是由于系統運行時直流側負阻抗不穩定，系統阻尼低引起的。直流側的振蕩不僅會引起電機輸出轉矩不穩定，大大降低變流器對牽引電機的控制性能，甚至影響整個電傳動系統的功能及穩定性。單靠硬件電路上增加的濾波電抗和支持電容，沒有辦法完全解決這種振蕩現象，因此，需要在牽引變流器的控制運行過程中，對直流側電壓采取穩定控制策略，抑制直流電壓振蕩。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種算法簡單、工作穩定可靠的牽引變流器直流側電壓穩定控制方法。

本發明解決上述問題的技術方案是：一種牽引變流器直流側電壓穩定控制方法，包括以下步驟：

步驟一：首先牽引變流器通過直流側的電壓傳感器獲得直流側電容電壓U_dc；

步驟二：采用低通濾波器對U_dc進行濾波，獲得直流側電容電壓的直流分量U_{dc_fil}；

步驟三：計算直流側電容電壓的振蕩分量ΔU_dc＝U_dc-U_{dc_fil}，并計算振蕩分量對電壓的影響因素k₁＝ΔU_dc/U_dc；

步驟四：在轉矩控制中，計算電流環解耦部分輸出的轉矩分量電壓V_q對直流側電壓的影響因素：k₂＝V_q/U_dc；

步驟五：將直流側電容電壓振蕩分量，及輸出轉矩分量電壓前饋到轉矩控制指令處，實現前饋調節，修正后的轉矩指令為：其中，為轉矩指令，T_e1為修正后的轉矩指令，k_r為補償系數。

上述牽引變流器直流側電壓穩定控制方法，所述步驟五中，將轉矩的前饋控制替換為轉矩電流的前饋控制，即將影響因素k₁、k₂前饋到轉矩電流上，因為轉矩電流就是通過計算得到的，其中，為轉矩電流指令，i_sq1為修正后的轉矩電流指令。

本發明的有益效果在于：本發明在牽引變流器運行時，實時監測直流側電壓，并提取直流側電壓的振蕩分量因素，同時提取電流環輸出的轉矩控制分量因素，通過前饋補償修正轉矩，通過轉矩調整來補償直流側減小的阻尼，就能夠抑制直流側電壓振蕩，使直流側電壓保持穩定；整體算法簡單計算量小，準確度高，能夠有效抑制在牽引變流器控制電機的運行過程中，出現的持續振蕩現象，有效保證電力傳動系統的穩定輸出。

附圖說明

圖1為本發明前饋補償到轉矩的控制方法示意圖。

圖2為本發明前饋補償到轉矩電流的控制方法示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明做進一步的說明。