[发明专利]动车组四象限整流控制方法

说明书

本发明提供一种动车组四象限整流控制方法，包括：将当前直流电压值与给定目标参考电压进行比较，将二者差值输入电压调节器，所述电压调节器的输出与交流输入电压的相位角余弦值相乘作为给定目标参考电流；将所述给定目标参考电流与当前电流采样值进行比较，将二者差值输入电流调节器，变压器次边电压减去所述电流调节器输出电压后，再与前馈的谐波电压求和，得到PWM指令电压，其中所述谐波电压根据电流传感器采集反馈的当前电流采样值计算得出。本发明可以降低单相四象限整流电流的谐波含量，改善电网侧电源品质。

技术领域

本发明涉及动车组牵引变流器，具体而言，尤其涉及动车组四象限整流控制方法。

背景技术

随着近年来高速铁路的发展，对动车组电网测的电源质量要求越来越高，四象限整流器是牵引变流器中连接电网的重要环节，保证动车组在牵引和制动工况下能够实现能量的双向流动。因此对动车组四象限整流控制技术提出了更高的要求，如何降低整流设备对电网的谐波污染及影响迫在眉睫。

四象限整流器控制原理如图1所示，控制的主要目标是：保证直流侧电压udc稳定在允许偏差范围内；使输入电流正弦化，单位功率因数运行，减小对电网谐波污染。

四象限整流器的控制采用了外环电压控制、内环电流控制的双闭环控制方法，具体如图2所示，电压外环采用PI控制器，电流控制为采用PR(比例谐振控制器)。比例-谐振(PR)调节器作为电流环的控制器，不同于传统的比例-积分控制器，它能够对网侧固定频率的电流实现无静差跟踪，加快电流(能量)变化的响应速度，提高系统的动态性能。

PR调节器的传递函数为：

但是其中的电流环未对谐波电流进行有效抑制和处理，谐波含量较大。

发明内容

根据上述提出整流设备对电网存在谐波污染及影响的技术问题，而提供一种动车组四象限整流控制方法。本发明主要通过对电流谐波进行检测并计算谐波电流在滤波电感上的谐波压降，将其作为前馈信号加到基波控制量上以消除滤波电感上的谐波压降，从而达到抑制电流谐波的目的。

本发明采用的技术手段如下：

一种动车组四象限整流控制方法，包括：

S1、将当前直流电压值与给定目标参考电压进行比较，将二者差值输入电压调节器，所述电压调节器的输出与交流输入电压的相位角余弦值相乘作为给定目标参考电流；

S2、将所述给定目标参考电流与当前电流采样值进行比较，将二者差值输入电流调节器，变压器次边电压减去所述电流调节器输出电压后，再与前馈的谐波电压求和，得到PWM指令电压，其中所述谐波电压根据电流传感器采集反馈的当前电流采样值计算得出。

进一步地，所述谐波电压的求取步骤包括：

采用快速傅里叶变换方法对当前电流采样值进行谐波提取；

根据一下公式计算谐波电压：

其中u为谐波电压，L为电感值。

进一步地，所述电压调节器为比例积分控制器。

进一步地，所述电流调节器为比例谐振控制器。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明所提出的一种动车组四象限控制方案，通过对电流进行谐波进行检测并计算谐波电流在滤波电感上的谐波压降，然后作为前馈信号加到基波控制量上以消除滤波电感上的谐波压降，从而达到抑制电流谐波的目的。

综上，应用本发明的技术方案通过增加电感上谐波电压前馈，对电流的谐波含量进行了抑制，降低谐波含量，改善电网侧电源品质，有效解决了整流设备对电网存在谐波污染及影响的技术问题。