[發明專利]一種基于脈沖密度的輔助變流器控制系統及其方法

有效

• 申請號: 202110728096.3
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113364323B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 李驕松;曾凡飛;馬法運;夏猛;曹虎
• 申請（專利權）人: 中車青島四方車輛研究所有限公司
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02M7/5395;H02M1/44
• 代理公司: 青島清泰聯信知識產權代理有限公司 37256
• 代理人: 李紅巖

本發明提出一種基于脈沖密度的輔助變流器控制方法，包括：信號采集步驟：采集輔助變流器的輸出電壓，經過衰減環節，輸出衰減電壓；壓頻補償步驟：根據衰減電壓及預設參考電壓和預設功率器件開關頻率平均值進行聯合調整，輸出采樣頻率，根據采樣頻率對預設參考電壓進行壓頻補償，輸出參考電壓；比較步驟：對衰減電壓進行單位延遲，輸出衰減延遲電壓，根據混入隨機噪聲的參考電壓和衰減延遲電壓進行比較，輸出參考電壓和衰減延遲電壓的差值；二階積分步驟：對參考電壓和衰減延遲電壓的差值進行二階積分，輸出積分電壓信號；量化步驟：對積分電壓信號進行零值比較，對積分電壓信號的低頻噪聲進行抑制，輸出經過脈沖密度調制的驅動信號，實現基于脈沖密度的調制方法。

技術領域

本發明涉及輔助變流器電壓調制領域，特別涉及一種基于脈沖密度輔助變流器控制系統及其控制方法。

背景技術

目前，列車輔助變流器將高壓直流電能轉換成三相交流電能，供給車輛交流負載使用。常規輔助變流器采用脈沖寬度調制(PWM)方法，圖1為現有技術脈沖寬度調制方法示意圖，如圖1所示。以固定頻率三角波作為載波，直流或正弦波作為調制波，兩者進行比較，得到等高不等寬且基頻固定的脈沖信號，以此用來驅動功率器件。再經過低通濾波器進行解調，得到理想的三相交流電壓。

但是經過PWM調制得到的脈沖信號，除了含有直流成分外，還含有大量以固定周期為基頻的諧波成分，該諧波分量與輸入信號進行混頻，從而使調制器輸出的有效信號中含有大量的諧波成分和交調成分，引起強烈的電磁干擾(EMI)。EMI會經過傳導和輻射兩種方式進行傳播，不僅會給電網注入高頻諧波，而且在對外輸出時將自身的高頻諧波引入到車輛用電設備中，影響用電設備的性能。因此PWM調制是一種高噪聲的調制方式。

因此，當前如何解決一種基于脈沖密度的輔助變流器控制系統及其控制方法的技術問題，同時該控制系統及其控制方法具有良好的噪聲抑制，且能夠降低對輸入電網和用電設備的電磁干擾，提高列車運行穩定性，依然存在巨大的困難。

發明內容

為解決上述問題，本發明提出的一種基于脈沖密度的輔助變流器控制系統及其控制方法。該系統及其方法具有良好的噪聲抑制，且能夠降低對輸入電網和用電設備的電磁干擾，提高列車運行穩定性。

本申請一些實施例中，提供一種基于脈沖密度的輔助變流器控制方法，包括：

信號采集步驟：采集輔助變流器的輸出電壓，經過衰減環節，輸出衰減電壓；

壓頻補償步驟：根據衰減電壓、預設參考電壓及預設功率器件開關頻率均值進行聯合調整，輸出采樣頻率，根據采樣頻率對預設參考電壓進行壓頻補償，輸出參考電壓；

比較步驟：對衰減電壓進行單位延遲，輸出衰減延遲電壓，根據參考電壓和衰減延遲電壓進行比較，輸出參考電壓和衰減延遲電壓的差值；

二階積分步驟：對參考電壓和衰減延遲電壓的差值進行二階積分，輸出積分電壓信號；

量化步驟：對積分電壓信號進行零值比較，對積分電壓信號的低頻噪聲進行抑制，輸出經過脈沖密度調制的驅動信號，以實現電壓基于脈沖密度的調制。

作為優選，上述基于脈沖密度的輔助變流器控制方法，還包括：

隨機噪聲發生步驟：接收預設參考電壓，通過隨機方式增加預設參考電壓輸出頻率的隨機度。

作為優選，上述基于脈沖密度的輔助變流器控制方法，還包括：

單穩態觸發步驟：接收預設參考電壓及采樣頻率，輸出參考電壓。

作為優選，上述基于脈沖密度的輔助變流器控制方法，還包括：

驅動隔離步驟：對輸出電壓的脈沖信號增大驅動能力，輸出調制波形。