[发明专利]用于控制有轨车辆上的线路转换器的方法

说明书

在用于控制有轨车辆上的线路转换器的方法中，控制线路转换器的电流阀的半导体器件接通和关断，以阻止通过变压器的次级绕组的电流(I)通过零点和改变方向，除了该电流(I)在次级绕组两端的电压在变压器的绕组两端的交流线电压的新的半周期开始时改变方向时过零和改变方向的情况，其中转换器的相脚的中点连接到该变压器。

技术领域和背景技术

本发明涉及用于控制有轨车辆(track-bound vehicle)上的线路转换器的方法，所述转换器具有列于所附权利要求1的前序部分中的特征。

因而，该方法限定于从交流电源线获得电力的有轨车辆，但是有轨车辆(诸如轨道车辆)可以是任何可构思的类型。本发明并不限定于所述线路的交变电压的任意相数，尽管单相和三相电压是最常见的，本发明也不限定于通过所述线路转换器馈入的任意特定水平的此类电压或电力。

图1示意性地示出了可以如何将电力从交流电源线2馈入有轨车辆1以及在所述车辆中可以如何使用电力。车辆被配置为沿着交流电源线2移动，因此该交流电源线2充当交流电源并且可以输送例如15kV、16²/₃Hz(瑞典)以及25kV、50Hz(丹麦)的单相交流电压。车辆具有用于将来自电源线2的电压转换为合适电平的变压器3。在此，变压器具有初级绕组40和两个次级绕组4、5，这两个次级绕组4、5之一连接至用于在其输出端上输送例如1.5-3kV的直流电压的线路转换器6。该直流电压被输送到辅助转换器7，该辅助转换器7由控制单元8控制，用于根据脉宽调制模式生成一列脉冲，以在其输出端上输送三相交流电压。转换器的输出连接至三相变压器9以及谐波滤波器10，用于平滑由配电网11输送到设置于有轨车辆内的插座(诸如用于计算机的连接)以及输送到照明、加热和其它电器的交流电压。

变压器的另一个次级绕组4连接至线路转换器12，线路转换器12被配置为将其输出端上的直流电压输送至马达转换器13的输入端，该马达转换器13由控制单元14按照与由控制单元8执行的控制类似的方式来控制，用于将马达转换器13的输出端上的三相交流电压输送至电机形式的马达15，以用于驱动车辆。控制单元14将接收来自车辆驾驶员的命令，用于将由马达的定子绕组输送的电压的频率调整为适应于所期望的车速。在制动的情况下，车辆电力将沿着从马达到交流电源线2的方向流过线路转换器12，然后通过控制单元16来控制以在其输出端上输送单相交流电压。要指出，这只是在线路转换器所属的有轨车辆中的电力系统的几种可能的表现之一。

图2示意性地示出了线路转换器12的一种实施例，在此，该实施例具有一个电桥，该电桥具有两个相脚(phase-leg)20、21，相脚20、21并联连接于直流中间链路60的相反极柱(pole)22、23之间，并且各自具有串联连接的两个电流阀24-27。每个电流阀包括关断式半导体器件28-31(诸如IGBT(绝缘栅双极型晶体管))以及与其反向并联连接的整流部件32-35(诸如二极管)。每个相脚20、21的将相脚划分成相同的两半的中点36、37相对于另一个相脚的所述中点连接至变压器3的次级绕组4的相对侧。当从次级侧测量时，变压器具有电感L。变压器3的初级绕组40连接至以2指示的交流电源线。

这样的线路转换器12通常由控制单元16通过普通的脉宽调制模式方案来控制，这会导致比较大的电流纹波，如图3所示，从而导致来自变压器的可听噪声并且还导致高的功率损失。这种可听噪声的主要来源是电流谐波，如图3所示，这与普通的脉宽调制控制的情况基本相同，与基波电流的幅度无关。在此，噪声主要来自于开关频率的二次谐波h。因而，这种脉宽调制模式控制在车辆的马达空载时会导致与马达满负荷驱动时相同的噪声。当有轨车辆静止停靠于车站时，该噪声是特别大的问题，与站之间的区域不同，在车站仅可接受较低程度的可听噪声。

发明内容

本发明的目的是提供用于控制有轨车辆上的线路转换器的方法，用于解决由对以上公开的线路转换器的控制导致的所述噪声的问题。