[發明專利]永磁直驅電力機車供電系統、控制方法及相關產品

在審

• 申請號: 202310243309.2
• 申請日: 2023-03-14
• 公開（公告）號: CN116208030A
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 傅雪軍;王欣;張佳峰;王大為
• 申請（專利權）人: 中車大同電力機車有限公司
• 主分類號: H02P6/04
• 分類號: H02P6/04;H02P6/24;H02P21/00;H02P21/36;H02P25/022;H02P25/024;H02P25/028;H02P27/08;B60L15/32;B60L15/20
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司 11438
• 代理人: 孫寶海

1.一種永磁直驅電力機車供電系統，其特征在于，包括：

第一牽引逆變結構，所述第一牽引逆變結構包括三相逆變器、隔離接觸器和永磁同步電機；所述三相逆變器的正極輸入端與直流回路的正極連接，所述三相逆變器的負極輸入端與直流回路的負極連接，所述三相逆變器的輸出端與所述隔離接觸器的輸入端連接，所述隔離接觸器的輸出端與所述永磁同步電機連接；

第二牽引逆變結構，所述第二牽引逆變結構包括三相逆變器、隔離接觸器和永磁同步電機；所述三相逆變器的正極輸入端與所述直流回路的正極連接，所述三相逆變器的負極輸入端與直流回路的負極連接，所述三相逆變器的輸出端與所述隔離接觸器的輸入端連接，所述隔離接觸器的輸出端與所述永磁同步電機連接；

輔助電路，所述輔助回路包括三相逆變器和變壓器；

其中，所述第一牽引逆變結構、所述第二牽引逆變結構和輔助電路并聯至同一直流回路。

2.根據權利要求1所述的供電系統，其特征在于，還包括：

第三牽引逆變結構，所述第三牽引逆變結構包括三相逆變器、隔離接觸器和永磁同步電機；所述三相逆變器的正極輸入端與所述直流回路的正極連接，所述三相逆變器的負極輸入端與直流回路的負極連接，所述三相逆變器的輸出端與所述隔離接觸器的輸入端連接，所述隔離接觸器的輸出端與所述永磁同步電機連接；

其中，所述第一牽引逆變結構、所述第二牽引逆變結構、所述第三牽引逆變結構和輔助電路并聯至同一直流回路。

3.一種永磁直驅電力機車供電系統的控制方法，其特征在于，包括：

接收到過分相開始信號；

電機控制系統對多個永磁同步電機進行減載；

基于輔助系統的功率和電機機械角速度計算初始制動轉矩，所述電機控制系統將所述多個永磁同步電機的轉矩調節為初始制動轉矩；

四象限整流器停止工作；

所述電機控制系統將多個永磁同步電機中一個永磁同步電機轉為制動工況，將所述多個永磁同步電機中其他永磁同步電機轉為弱磁工況；

電機的隔離接觸器在過分相期間維持閉合；

接收到過分相完成信號，所述電機控制系統將所述多個永磁同步電機的轉矩指令調整至正常值。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，基于輔助系統的功率和電機機械角速度計算初始制動轉矩，所述電機控制系統將所述多個永磁同步電機的轉矩調節為初始制動轉矩,所述方法包括：

獲取所述永磁同步電機的機械角速度；

計算所述輔助系統的功率；

所述永磁同步電機的電機機械角速度除以所述輔助系統的功率得到所述初始制動轉矩；

所述電機控制系統將所述多個永磁同步電機的轉矩調節為初始制動轉矩。

5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，四象限整流器停止工作之后，所述方法包括：

比例積分控制器通過直流電壓的期望值和實際值的差值對多個永磁同步電機的轉矩進行實時調節；

主斷路器斷開,受電弓和接觸網之間以零電流通過分相區。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述比例積分控制器通過直流電壓的期望值和實際值的差值對多個永磁同步電機的轉矩進行實時調節，所述方法包括：

基于比例積分控制器對直流電壓的期望值和實際值的差值進行調節，得到電磁功率；

永磁同步電機的電機機械角速度除以所述電磁功率得到電機轉矩指令。

7.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

當接收到過分相結束信號后或者機車自動檢測到網壓后,主斷路器閉合；

所述四象限整流器開始運行；

電機控制系統將永磁同步電機的轉矩指令恢復到正常值。

8.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，將所述多個永磁同步電機中其他永磁同步電機轉為弱磁工況，所述方法包括：

電機控制系統使多個永磁同步電機中其他永磁同步電機的q軸電流給定為0，根據電機轉速給定電機d軸電流。