[發(fā)明專利]一種新型牽引四象限整流器三次諧波消除方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110698828.9
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113452270A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李金池;張林;梁超
• 申請（專利權(quán)）人: 中車大連電力牽引研發(fā)中心有限公司
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;H02M1/12
• 代理公司: 大連至誠專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21242
• 代理人: 楊威;鄧珂

本發(fā)明公開了一種新型牽引四象限整流器三次諧波消除方法，其包括采樣單元獲取四象限整流器的采樣值與采樣時(shí)刻電網(wǎng)角度，三次諧波提取單元提取采樣值與采樣時(shí)刻電網(wǎng)角度的三次諧波，三次諧波調(diào)制波計(jì)算單元根據(jù)三次諧波得出諧波調(diào)制電壓，三次諧波補(bǔ)償單元利用諧波調(diào)制電壓得出三次諧波調(diào)制電壓，三次諧波調(diào)制電壓作為四象限調(diào)制電壓從而消除四象限輸入電流中的三次諧波。本發(fā)明新型四象限整流器輸入電流三次諧波消除方法可以快速的檢測到四象限輸入電流中的三次諧波并進(jìn)行補(bǔ)償消除，該方法響應(yīng)帶寬高、魯棒性強(qiáng)、計(jì)算量小、占用存儲空間少。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及諧波消除領(lǐng)域，尤其涉及一種新型牽引四象限整流器三次諧波消除方法。

背景技術(shù)

隨著中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展，鐵路客運(yùn)和貨運(yùn)量不斷創(chuàng)新高，全國鐵路電氣化率也在不斷提高，交直交型電力機(jī)車和動車組已經(jīng)成為電氣化鐵路運(yùn)輸?shù)闹髁囆汀Ｔ阼F路機(jī)車與動車上牽引四象限整流器是一個(gè)脈寬調(diào)制四象限整流器，其工作原理是通過脈沖調(diào)制電壓，調(diào)節(jié)牽引四象限整流器輸入電流相位、幅值，其中牽引四象限整流器輸入電流的波形要盡量接近正弦，但由于牽引四象限整流器輸入側(cè)電壓是脈沖調(diào)制電壓，因此四象限整流器輸入電流中含有紋波，這種紋波同步反映至網(wǎng)側(cè)，引起網(wǎng)側(cè)諧波電流。這種脈寬調(diào)制技術(shù)對電網(wǎng)來說是一種諧波污染，嚴(yán)重時(shí)可能會引起諧波電流放大、諧振過電壓，造成車載電氣設(shè)備的損壞，影響機(jī)車或動車組正常運(yùn)用，造成一定經(jīng)濟(jì)損失。鐵路機(jī)車與動車上單相四象限整流器的中間回路直流電壓固有的二次(100Hz)脈動特性決定了四象限整流器輸入側(cè)三次諧波含量占比最大，因此三次諧波消除一直是牽引控制領(lǐng)域較為重要的研究課題。

現(xiàn)有的牽引四象限整流器常用的三次諧波消除方法通常分為特定諧波消除法和比例諧振控制消除法。

特定諧波消除法需要占用較多的運(yùn)算資源以及存儲空間，且只能消除調(diào)制波自身產(chǎn)生的諧波，無法消除電網(wǎng)中含有的諧波。

比例諧振控制消除法只能在諧振頻率附近產(chǎn)生抑制作用，響應(yīng)帶寬比較窄，且容易受到電網(wǎng)及牽引系統(tǒng)參數(shù)變化影響，對系統(tǒng)比較敏感、魯棒性較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種新型牽引四象限整流器三次諧波消除方法，以克服占用較多存儲空間、魯棒性較差等缺點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種新型牽引四象限整流器三次諧波消除方法，其特征在于，包括：

步驟1、采樣單元獲取四象限整流器的采樣值I與采樣時(shí)刻電網(wǎng)角度θ，并將采樣值I與采樣時(shí)刻電網(wǎng)角度θ傳輸?shù)饺沃C波提取單元；

步驟2、三次諧波提取單元提取采樣值I與采樣時(shí)刻電網(wǎng)角度θ的三次諧波，并將三次諧波傳輸?shù)饺沃C波調(diào)制波計(jì)算單元；

步驟3、三次諧波調(diào)制波計(jì)算單元根據(jù)三次諧波得出諧波調(diào)制電壓U₃，并將諧波調(diào)制電壓U₃傳輸?shù)饺沃C波補(bǔ)償單元；

步驟4、三次諧波補(bǔ)償單元利用諧波調(diào)制電壓U₃得出消除三次諧波調(diào)制電壓U_all；

步驟5、消除三次諧波調(diào)制電壓U_all作為四象限調(diào)制電壓Ur從而消除四象限輸入電流中的三次諧波。

進(jìn)一步的，步驟2中三次諧波提取單元提取采樣值I與采樣時(shí)刻電網(wǎng)角度θ在d軸的分量I_3d和在q軸的分量I_3q，分量I_3d和分量I_3q構(gòu)成三次諧波。

進(jìn)一步的，步驟2中提取分量I_3d和分量I_3q的公式為：

I_3d＝[I*cos(3*θ)+I*sin(θ-0.167*π)/sinθ*sin(3*θ)]；