一種變流器的控制方法和裝置的制造方法
【專利摘要】本申請公開了一種變流器的控制方法和裝置，該方法適用于包括變流器、上層控制器和數(shù)字信號處理器的電力機車牽引系統(tǒng)，該方法包括：數(shù)字信號處理器根據(jù)直流側(cè)輸出電壓給定值與輸出電壓的差值進行比例和積分調(diào)節(jié)，得到第一有效分量；上層控制器向變流器發(fā)送生成負載的需求功率的指令；變流器將基于指令生成的需求功率發(fā)送至數(shù)字信號處理器；數(shù)字信號處理器利用需求功率除以網(wǎng)側(cè)電壓有效值，得到第二有效分量；計算第一有效分量和第二有效分量之和，得到網(wǎng)側(cè)電流給定值，并對網(wǎng)側(cè)電流給定值進行處理，生成驅(qū)動變流器的驅(qū)動信號，以實現(xiàn)在不增加系統(tǒng)復雜度和成本的前提下，提高車載網(wǎng)側(cè)變流器的動態(tài)響應速度及對負載擾動的抗干擾能力的目的。
【專利說明】
一種變流器的控制方法和裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及變流器控制技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種變流器的控制方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電力機車牽引系統(tǒng)通過受電弓、牽引變壓器、網(wǎng)側(cè)變流器和逆變器實現(xiàn)交流和直流電能變換，以驅(qū)動牽引電機工作。其中，網(wǎng)側(cè)變流器是電力機車牽引系統(tǒng)交流和直流變換的重要組成部分，能夠為后級牽引逆變器提供穩(wěn)定的直流電壓，還能夠使得供電接觸網(wǎng)或牽引變壓器一側(cè)的功率因素接近于I或-1，從而實現(xiàn)能量的雙向流動。因此，對車載網(wǎng)側(cè)變流器的控制就顯得十分重要。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，常用的車載網(wǎng)側(cè)變流器的控制方法是瞬態(tài)電流控制法。該控制方法采用電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)控制的雙閉環(huán)控制方法，其中，電壓外環(huán)控制利用直流側(cè)的電壓乘以直流側(cè)的電流得到負載功率，這就需要增加直流側(cè)電流傳感器來測量直流側(cè)的電流，不但增加了系統(tǒng)的復雜度和成本，而且直流側(cè)電流是波動值，輸出不穩(wěn)定。此外，當負載急劇變化時，瞬態(tài)電流控制方法輸出的電流不能及時跟隨負載變化時，會引起中間電壓的突然升高或降低，進而對直流側(cè)支撐電容、絕緣柵雙極性晶體管等元器件造成損害，從而影響車載網(wǎng)側(cè)變流器的動態(tài)響應速度以及對負載擾動的抗干擾能力。
[0004]因此，如何在不增加系統(tǒng)復雜度和成本的前提下，提高車載網(wǎng)側(cè)變流器的動態(tài)響應速度及對負載擾動的抗干擾能力，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種變流器的控制方法和裝置，以實現(xiàn)在不增加系統(tǒng)復雜度和成本的前提下，提高車載網(wǎng)側(cè)變流器的動態(tài)響應速度及對負載擾動的抗干擾能力的目的。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0007]—種變流器的控制方法，適用于包括所述變流器、上層控制器和數(shù)字信號處理器的電力機車牽引系統(tǒng)，所述變流器的控制方法，包括:
[0008]在所述變流器啟動的情況下，所述數(shù)字信號處理器根據(jù)所述電力機車牽引系統(tǒng)的直流側(cè)輸出電壓給定值Udc*與直流側(cè)輸出電壓Ud。的差值A(chǔ)U進行比例和積分調(diào)節(jié)，得到所述電力機車牽引系統(tǒng)的網(wǎng)側(cè)電流的第一有效分量Isetl ;
[0009]所述上層控制器向所述變流器發(fā)送生成所述電力機車牽引系統(tǒng)的負載的需求功率P的指令；
[0010]所述變流器基于所述指令生成所述需求功率P，并將所述需求功率P發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器；
[0011]所述數(shù)字信號處理器利用所述需求功率P除以所述電力機車牽引系統(tǒng)的網(wǎng)側(cè)電壓有效值UN，得到所述電力機車牽引系統(tǒng)的網(wǎng)側(cè)電流的第二有效分量Ise3t2;
[0012]所述數(shù)字信號處理器計算所述第一有效分量Isetl和所述第二有效分量Iset2之和，得到網(wǎng)側(cè)電流給定值Iset，并對所述網(wǎng)側(cè)電流給定值Iset進行處理，生成所述變流器的驅(qū)動信號，并將所述驅(qū)動信號發(fā)送給所述變流器。
[0013]優(yōu)選的，所述上層控制器向所述變流器發(fā)送生成所述電力機車牽引系統(tǒng)的負載的需求功率P的指令，包括:
[0014]所述上層控制器向所述變流器發(fā)送所述電力機車牽引系統(tǒng)的牽引電機的轉(zhuǎn)速指令和力矩指令；
[0015]相應的，所述變流器基于所述指令生成所述需求功率P，并將所述需求功率P發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器，包括:
[0016]所述變流器基于所述牽引電機的所述轉(zhuǎn)速指令和所述力矩指令計算所述牽引電機的需求功率P，并將所述需求功率P發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器。
[0017]優(yōu)選的，所述上層控制器向所述變流器發(fā)送生成所述電力機車牽引系統(tǒng)的負載的需求功率P的指令，包括:
[0018]所述上層控制器向所述變流器發(fā)送攜帶有負載的需求功率P的指令；
[0019]相應的，所述變流器基于所述指令生成所述需求功率P，并將所述需求功率P發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器，包括:
[0020]所述變流器基于所述指令中攜帶的負載的需求功率P得到所述牽引電機的需求功率P，并將所述需求功率P發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器。
[0021]優(yōu)選的，所述上層控制器向所述變流器發(fā)送生成所述電力機車牽引系統(tǒng)的負載的需求功率P的指令，包括:
[0022]所述上層控制器向所述變流器發(fā)送所述電力機車牽引系統(tǒng)的逆變器輸出的電壓指令和電流指令；
[0023]相應的，所述變流器基于所述指令生成所述需求功率P，并將所述需求功率P發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器，包括:
[0024]所述變流器基于所述電壓指令和所述電流指令計算所述逆變器的需求功率P，并將所述需求功率P發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器。
[0025]優(yōu)選的，在所述變流器啟動的情況下，所述數(shù)字信號處理器根據(jù)所述電力機車牽引系統(tǒng)的直流側(cè)輸出電壓Udc與給定值Udc*的差值A(chǔ)U進行比例和積分調(diào)節(jié)，得到所述電力機車牽引系統(tǒng)的網(wǎng)側(cè)電流的第一有效分量Isetl之前，還包括:
[0026]所述上層控制器向所述變流器發(fā)送啟動指令，并判定所述變流器是否啟動；
[0027]若所述變流器未啟動，則所述上層控制器向所述變流器再次發(fā)送啟動指令，直至所述變流器啟動。
[0028]一種變流器的控制裝置，適用于包括所述變流器、上層控制器和數(shù)字信號處理器的電力機車牽引系統(tǒng)，所述變流器的控制裝置，包括:
[0029]所述上層控制器，用于向所述變流器發(fā)送生成所述電力機車牽引系統(tǒng)的負載的需求功率P的指令；
[0030]所述變流器，用于基于所述指令生成所述需求功率P，并將所述需求功率P發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器；
[0031]所述數(shù)字信號處理器，用于在所述變流器啟動的情況下，所述數(shù)字信號處理器根據(jù)所述電力機車牽引系統(tǒng)的直流側(cè)輸出電壓給定值Udc*與直流側(cè)輸出電壓Ud。的差值△ U進行比例和積分調(diào)節(jié)，得到所述電力機車牽引系統(tǒng)的網(wǎng)側(cè)電流的第一有效分量Isetl;及利用所述需求功率P除以所述電力機車牽引系統(tǒng)的網(wǎng)側(cè)電壓有效值UN，得到所述電力機車牽引系統(tǒng)的網(wǎng)側(cè)電流的第二有效分量Iset2，并計算所述第一有效分量Isetl和所述第二有效分量Isf3t2之和，得到網(wǎng)側(cè)電流給定值Isf3t,并對所述網(wǎng)側(cè)電流給定值Isf3t進行處理，生成所述變流器的驅(qū)動信號，并將所述驅(qū)動信號發(fā)送給所述變流器。
[0032]優(yōu)選的，所述上層控制器，用于向所述變流器發(fā)送所述電力機車牽引系統(tǒng)的牽引電機的轉(zhuǎn)速指令和力矩指令；
[0033]相應的，所述變流器，用于基于所述牽引電機的所述轉(zhuǎn)速指令和所述力矩指令計算所述牽引電機的需求功率P，并將所述需求功率P發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器。
[0034]優(yōu)選的，所述上層控制器，用于向所述變流器發(fā)送攜帶有負載的需求功率P的指令；
[0035]相應的，所述變流器，用于基于所述指令中攜帶的負載的需求功率P得到所述牽引電機的需求功率P，并將所述需求功率P發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器。
[0036]優(yōu)選的，所述上層控制器，用于向所述變流器發(fā)送所述電力機車牽引系統(tǒng)的逆變器輸出的電壓指令和電流指令；
[0037]相應的，所述變流器，用于基于所述電壓指令和所述電流指令計算所述逆變器的需求功率P，并將所述需求功率P發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器。
[0038]優(yōu)選的，所述上層控制器，還用于向所述變流器發(fā)送啟動指令，并判定所述變流器是否啟動，若所述變流器未啟動，則向所述變流器再次發(fā)送啟動指令，直至所述變流器啟動。
[0039]從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明公開了一種變流器的控制方法和裝置，適用于包括變流器、上層控制器和數(shù)字信號處理器的電力機車牽引系統(tǒng)，該變流器的控制方法，包括:在變流器啟動的情況下，數(shù)字信號處理器根據(jù)電力機車牽引系統(tǒng)的直流側(cè)輸出電壓給定值Udc*與直流側(cè)輸出電壓Ud。的差值A(chǔ)U進行比例和積分調(diào)節(jié)，得到電力機車牽引系統(tǒng)的網(wǎng)側(cè)電流的第一有效分量Isetl;上層控制器向變流器發(fā)送生成電力機車牽引系統(tǒng)的負載的需求功率P的指令;變流器基于指令生成需求功率P，并將需求功率P發(fā)送至數(shù)字信號處理器；數(shù)字信號處理器利用需求功率P除以電力機車牽引系統(tǒng)的網(wǎng)側(cè)電壓有效值Un，得到電力機車牽引系統(tǒng)的網(wǎng)側(cè)電流的第二有效分量Iset2;數(shù)字信號處理器計算第一有效分量18&和第二有效分量Iset2之和，得到網(wǎng)側(cè)電流給定值Iset，并對網(wǎng)側(cè)電流給定值Iset進行處理，生成變流器的驅(qū)動信號，并將驅(qū)動信號發(fā)送給變流器。
[0040]由此可見，在本發(fā)明中，采用上層控制器向變流器發(fā)送生成電力機車牽引系統(tǒng)的負載的需求功率P的指令，變流器基于指令生成需求功率P，并將需求功率P發(fā)送至數(shù)字信號處理器，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本方案不需要測量直流側(cè)的電流值，即在電力機車牽引系統(tǒng)中，不需要增加直流側(cè)電流傳感器，就能夠獲得負載的需求功率P來控制變流器的運行。因此，本發(fā)明實現(xiàn)了在不增加系統(tǒng)復雜度和成本的前提下，提高了車載網(wǎng)側(cè)變流器的動態(tài)響應速度及對負載擾動的抗干擾能力。
【附圖說明】
[0041]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0042]圖1為本發(fā)明實施例一提供的一種變流器的控制方法的流程圖；
[0043]圖2為本發(fā)明實施例一提供的脈沖寬度調(diào)制變流器的數(shù)學模型的示意圖；
[0044]圖3為本發(fā)明實施例二提供的一種變流器的控制方法的流程圖；
[0045]圖4為本發(fā)明實施例三提供的一種變流器的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0046]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0047]本發(fā)明公開了一種變流器的控制方法和裝置，以實現(xiàn)在不增加系統(tǒng)復雜度和成本的前提下，提高車載網(wǎng)側(cè)變流器的動態(tài)響應速度及對負載擾動的抗干擾能力的目的。
[0048]實施例一
[0049]本發(fā)明實施例一提供一種變流器的控制方法，適用于包括所述變流器、上層控制器和數(shù)字信號處理器的電力機車牽引系統(tǒng)，如附圖1示出的本發(fā)明實施例一公開的一種變流器的控制方法，所述變流器的控制方法，包括:
[0050]SlOl:在所述變流器啟動的情況下，所述數(shù)字信號處理器根據(jù)所述電力機車牽引系統(tǒng)的直流側(cè)輸出電壓給定值Udc*與直流側(cè)輸出電壓Ud。的差值△ U進行比例和積分調(diào)節(jié)，得到所述電力機車牽引系統(tǒng)的網(wǎng)側(cè)電流的第一有效分量Isetl;
[0051]S102:所述上層控制器向所述變流器發(fā)送生成所述電力機車牽引系統(tǒng)的負載的需求功率P的指令；
[0052]S103:所述變流器基于所述指令生成所述需求功率P，并將所述需求功率P發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器；
[0053]S104:所述數(shù)字信號處理器利用所述需求功率P除以所述電力機車牽引系統(tǒng)的網(wǎng)側(cè)電壓有效值Un，得到所述電力機車牽引系統(tǒng)的網(wǎng)側(cè)電流的第二有效分量Ise3t2;
[0054]S105:所述數(shù)字信號處理器計算所述第一有效分量Isetl和所述第二有效分量Iset2之和，得到網(wǎng)側(cè)電流給定值Iset，并對所述網(wǎng)側(cè)電流給定值Iset進行處理，生成所述變流器的驅(qū)動信號，并將所述驅(qū)動信號發(fā)送給所述變流器。
[0055]其中，需要進行說明的是，結(jié)合附圖2中所示的脈沖寬度調(diào)制變流器的數(shù)學模型，所述對所述網(wǎng)側(cè)電流給定值Iset進行處理，生成所述變流器的驅(qū)動信號的具體過程，包括:
[0056]基于所述網(wǎng)側(cè)電流給定值Iset、鎖相環(huán)輸出的相位以及脈沖寬度調(diào)制變流器的數(shù)學模型計算得到所述變流器的交流側(cè)調(diào)制電壓Us，Us = Vs-1set*W*Lcos(W*t)-1set*R*sin(W*t)-K*(Iset*sin(W*t)_lN)；
[0057]其中，Vs為網(wǎng)側(cè)電壓，W為角頻率，L為變流器交流側(cè)輸入電感，R為交流側(cè)輸入電阻，In為網(wǎng)側(cè)次邊電流，Iw為網(wǎng)側(cè)電流的給定值。
[0058]根據(jù)所述調(diào)制電壓Us和生成的三角載波，生成所述變流器的驅(qū)動信號。
[0059]在本發(fā)明實施例公開的技術(shù)方案中，優(yōu)選的，所述上層控制器向所述變流器發(fā)送生成所述電力機車牽引系統(tǒng)的負載的需求功率P的指令，包括:
[0060]所述上層控制器向所述變流器發(fā)送所述電力機車牽引系統(tǒng)的牽引電機的轉(zhuǎn)速指令和力矩指令；
[0061]相應的，所述變流器基于所述指令生成所述需求功率P，并將所述需求功率P發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器，包括:
[0062]所述變流器基于所述牽引電機的所述轉(zhuǎn)速指令和所述力矩指令計算所述牽引電機的需求功率P，并將所述需求功率P發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器。
[0063]優(yōu)選的，所述上層控制器向所述變流器發(fā)送生成所述電力機車牽引系統(tǒng)的負載的需求功率P的指令，包括:
[0064]所述上層控制器向所述變流器發(fā)送攜帶有負載的需求功率P的指令；
[0065]相應的，所述變流器基于所述指令生成所述需求功率P，并將所述需求功率P發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器，包括:
[0066]所述變流器基于所述指令中攜帶的負載的需求功率P得到所述牽引電機的需求功率P，并將所述需求功率P發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器。
[0067]優(yōu)選的，所述上層控制器向所述變流器發(fā)送生成所述電力機車牽引系統(tǒng)的負載的需求功率P的指令，包括:
[0068]所述上層控制器向所述變流器發(fā)送所述電力機車牽引系統(tǒng)的逆變器輸出的電壓指令和電流指令；
[0069]相應的，所述變流器基于所述指令生成所述需求功率P，并將所述需求功率P發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器，包括:
[0070]所述變流器基于所述電壓指令和所述電流指令計算所述牽引電機的需求功率P，并將所述需求功率P發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器。
[0071]由上述本發(fā)明實施例一公開的一種變流器的控制方法可以得出，本發(fā)明實施例一通過采用上層控制器向變流器發(fā)送生成電力機車牽引系統(tǒng)的負載的需求功率P的指令，變流器基于指令生成需求功率P，并將需求功率P發(fā)送至數(shù)字信號處理器，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本方案不需要測量直流側(cè)的電流值，即在電力機車牽引系統(tǒng)中，不需要增加直流側(cè)電流傳感器，就能夠獲得負載的需求功率P來控制變流器的運行。因此，本發(fā)明實現(xiàn)了在不增加系統(tǒng)復雜度和成本的前提下，提高了車載網(wǎng)側(cè)變流器的動態(tài)響應速度及對負載擾動的抗干擾能力。
[0072]更進一步的，當電力機車牽引系統(tǒng)的負載為牽引電機時，上層控制器向變流器發(fā)送牽引電機的轉(zhuǎn)速指令和力矩指令，變流器基于牽引電機的轉(zhuǎn)速指令和力矩指令計算牽引電機的需求功率P，并將需求功率P發(fā)送至數(shù)字信號處理器；當電力機車牽引系統(tǒng)的負載為逆變器時，上層控制器向變流器發(fā)送逆變器輸出的電壓指令和電流指令;變流器基于電壓指令和電流指令計算牽引電機的需求功率P，并將所述需求功率P發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器;此外，上層控制器直接向變流器發(fā)送攜帶有負載的需求功率P的指令;變流器基于指令中攜帶的負載的需求功率P得到所述牽引電機的需求功率P，并將所述需求功率P發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器。由此可見，本發(fā)明實施例公開了在負載不同的情況下的多種獲取負載的需求功率的方法，進一步說明了不需要增加直流側(cè)電流傳感器，就能夠獲得負載的需求功率P來控制變流器的運行，保證了本發(fā)明實施例能夠在不增加系統(tǒng)復雜度和成本的前提下，提高車載網(wǎng)側(cè)變流器的動態(tài)響應速度及對負載擾動的抗干擾能力。
[0073]實施例二
[0074]基于上述本發(fā)明實施例一公開的一種變流器的控制方法，如附圖3所述為本發(fā)明實施例二公開的一種變流器的控制方法，在步驟SlOl之前，還包括:
[0075]S106:所述上層控制器向所述變流器發(fā)送啟動指令，并判定所述變流器是否啟動；
[0076]S107:若所述變流器未啟動，則所述上層控制器向所述變流器再次發(fā)送啟動指令，直至所述變流器啟動。
[0077]由上述本發(fā)明實施例二公開的一種變流器的控制方法可以得出，本發(fā)明實施例二在上述本發(fā)明實施例一的基礎(chǔ)上，在步驟SlOl之前，還包括:上層控制器向變流器發(fā)送啟動指令，并判定變流器是否啟動；若變流器未啟動，則上層控制器向變流器再次發(fā)送啟動指令，直至變流器啟動。由此可見，本發(fā)明實施例二在本發(fā)明實施例一的基礎(chǔ)上進一步實現(xiàn)了對變流器狀態(tài)的判斷，以保證在變流器啟動的情況下實現(xiàn)對變流器進行控制。
[0078]實施例三
[0079]本發(fā)明實施例三提供一種變流器的控制裝置，適用于包括上層控制器101、所述變流器102和數(shù)字信號處理器103的電力機車牽引系統(tǒng)，如附圖4示出的本發(fā)明實施例三公開的一種變流器的控制裝置，所述變流器101的控制裝置，包括:
[0080]所述上層控制器101，用于向所述變流器102發(fā)送生成所述電力機車牽引系統(tǒng)的負載的需求功率P的指令；
[0081]所述變流器102，用于基于所述指令生成所述需求功率P，并將所述需求功率P發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器103;
[0082]所述數(shù)字信號處理器103，用于在所述變流器啟動的情況下，所述數(shù)字信號處理器根據(jù)所述電力機車牽引系統(tǒng)的直流側(cè)輸出電壓給定值Udc*與直流側(cè)輸出電壓Ud。的差值Δ U進行比例和積分調(diào)節(jié)，得到所述電力機車牽引系統(tǒng)的網(wǎng)側(cè)電流的第一有效分量Isetl;及利用所述需求功率P除以所述電力機車牽引系統(tǒng)的網(wǎng)側(cè)電壓有效值Un，得到所述電力機車牽引系統(tǒng)的網(wǎng)側(cè)電流的第二有效分量Iset2，并計算所述第一有效分量Isetl和所述第二有效分量Isf3t2之和，得到網(wǎng)側(cè)電流給定值Isf3t,并對所述網(wǎng)側(cè)電流給定值Isf3t進行處理，生成所述變流器102的驅(qū)動信號，并將所述驅(qū)動信號發(fā)送給所述變流器102。
[0083]其中，需要進行說明的是，所述對所述網(wǎng)側(cè)電流給定值Ise3t進行處理，生成所述變流器102的驅(qū)動信號的具體過程和本發(fā)明實施例一說明的具體過程是一致的，因此，這里不再贅述。
[0084]在本發(fā)明實施例公開的技術(shù)方案中，優(yōu)選的，所述上層控制器101，用于向所述變流器102發(fā)送所述電力機車牽引系統(tǒng)的牽引電機的轉(zhuǎn)速指令和力矩指令；
[0085]相應的，所述變流器102，用于基于所述牽引電機的所述轉(zhuǎn)速指令和所述力矩指令計算所述牽引電機的需求功率P，并將所述需求功率P發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器103。
[0086]優(yōu)選的，所述上層控制器101，用于向所述變流器102發(fā)送攜帶有負載的需求功率P的指令；
[0087]相應的，所述變流器102，用于基于所述指令中攜帶的負載的需求功率P得到所述牽引電機的需求功率P，并將所述需求功率P發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器103。
[0088]優(yōu)選的，所述上層控制器101，用于向所述變流器102發(fā)送所述電力機車牽引系統(tǒng)的逆變器輸出的電壓指令和電流指令；
[0089]相應的，所述變流器102，用于基于所述電壓指令和所述電流指令計算所述逆變器的需求功率P，并將所述需求功率P發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器103。
[0090]由上述本發(fā)明實施例三公開的一種變流器的控制裝置可以得出，本發(fā)明實施例三提供的變流器的控制裝置，包括:上層控制器，用于向所述變流器發(fā)送生成所述電力機車牽引系統(tǒng)的負載的需求功率P的指令;變流器，用于基于指令生成需求功率P，并將需求功率P發(fā)送至數(shù)字信號處理器;數(shù)字信號處理器，用于在變流器啟動的情況下，根據(jù)所述電力機車牽引系統(tǒng)的直流側(cè)輸出電壓Udc與給定值Udc*的差值A(chǔ)U進行比例和積分調(diào)節(jié)，得到所述電力機車牽引系統(tǒng)的網(wǎng)側(cè)電流的第一有效分量Ise3tl;及利用所述需求功率P除以所述電力機車牽引系統(tǒng)的網(wǎng)側(cè)電壓有效值UN，得到所述電力機車牽引系統(tǒng)的網(wǎng)側(cè)電流的第二有效分量Ise3t2,并計算所述第一有效分量Isetl和所述第二有效分量Iset2之和，得到網(wǎng)側(cè)電流給定值Iset，并對所述網(wǎng)側(cè)電流給定值Iset進行處理，生成變流器的驅(qū)動信號，并將驅(qū)動信號發(fā)送給變流器。
[0091]由此可見，在本發(fā)明中，采用上層控制器向變流器發(fā)送生成電力機車牽引系統(tǒng)的負載的需求功率P的指令，變流器基于指令生成需求功率P，并將需求功率P發(fā)送至數(shù)字信號處理器，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本方案不需要測量直流側(cè)的電流值，即在電力機車牽引系統(tǒng)中，不需要增加直流側(cè)電流傳感器，就能夠獲得負載的需求功率P來控制變流器的運行。因此，本發(fā)明實現(xiàn)了在不增加系統(tǒng)復雜度和成本的前提下，提高了車載網(wǎng)側(cè)變流器的動態(tài)響應速度及對負載擾動的抗干擾能力。
[0092]更進一步的，當電力機車牽引系統(tǒng)的負載為牽引電機時，上層控制器向變流器發(fā)送牽引電機的轉(zhuǎn)速指令和力矩指令，變流器基于牽引電機的轉(zhuǎn)速指令和力矩指令計算牽引電機的需求功率P，并將需求功率P發(fā)送至數(shù)字信號處理器；當電力機車牽引系統(tǒng)的負載為逆變器時，上層控制器向變流器發(fā)送逆變器輸出的電壓指令和電流指令;變流器基于電壓指令和電流指令計算牽引電機的需求功率P，并將所述需求功率P發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器;此外，上層控制器直接向變流器發(fā)送攜帶有負載的需求功率P的指令;變流器基于指令中攜帶的負載的需求功率P得到所述牽引電機的需求功率P，并將所述需求功率P發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器。由此可見，本發(fā)明實施例公開了在負載不同的情況下的多種獲取負載的需求功率的方法，進一步說明了不需要增加直流側(cè)電流傳感器，就能夠獲得負載的需求功率P來控制變流器的運行，保證了本發(fā)明實施例能夠在不增加系統(tǒng)復雜度和成本的前提下，提高車載網(wǎng)側(cè)變流器的動態(tài)響應速度及對負載擾動的抗干擾能力。
[0093]實施例四
[0094]基于上述本發(fā)明實施例三公開的一種變流器的控制裝置，在本發(fā)明實施例四中，所述上層控制器，還用于向所述變流器發(fā)送啟動指令，并判定所述變流器是否啟動，若所述變流器未啟動，則向所述變流器再次發(fā)送啟動指令，直至所述變流器啟動。
[0095]由上述本發(fā)明實施例四公開的一種變流器的控制方法可以得出，本發(fā)明實施例四在上述本發(fā)明實施例三的基礎(chǔ)上，上層控制器，還用于向變流器發(fā)送啟動指令，并判定變流器是否啟動，若變流器未啟動，則向變流器再次發(fā)送啟動指令，直至變流器啟動。由此可見，本發(fā)明實施例四在本發(fā)明實施例三的基礎(chǔ)上進一步實現(xiàn)了對變流器狀態(tài)的判斷，以保證在變流器啟動的情況下對變流器進行控制。
[0096]對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種變流器的控制方法，其特征在于，適用于包括所述變流器、上層控制器和數(shù)字信號處理器的電力機車牽引系統(tǒng)，所述變流器的控制方法，包括: 在所述變流器啟動的情況下，所述數(shù)字信號處理器根據(jù)所述電力機車牽引系統(tǒng)的直流偵?出電壓給定值Udc*與直流側(cè)輸出電壓Ud。的差值A(chǔ)U進行比例和積分調(diào)節(jié)，得到所述電力機車牽引系統(tǒng)的網(wǎng)側(cè)電流的第一有效分量Isetl ; 所述上層控制器向所述變流器發(fā)送生成所述電力機車牽引系統(tǒng)的負載的需求功率P的指令； 所述變流器基于所述指令生成所述需求功率P，并將所述需求功率P發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器； 所述數(shù)字信號處理器利用所述需求功率P除以所述電力機車牽引系統(tǒng)的網(wǎng)側(cè)電壓有效值UN，得到所述電力機車牽引系統(tǒng)的網(wǎng)側(cè)電流的第二有效分量Ise3t2; 所述數(shù)字信號處理器計算所述第一有效分量Isetl和所述第二有效分量Iset2之和，得到網(wǎng)側(cè)電流給定值Iset，并對所述網(wǎng)側(cè)電流給定值Iset進行處理，生成所述變流器的驅(qū)動信號，并將所述驅(qū)動信號發(fā)送給所述變流器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述上層控制器向所述變流器發(fā)送生成所述電力機車牽引系統(tǒng)的負載的需求功率P的指令，包括: 所述上層控制器向所述變流器發(fā)送所述電力機車牽引系統(tǒng)的牽引電機的轉(zhuǎn)速指令和力矩指令； 相應的，所述變流器基于所述指令生成所述需求功率P，并將所述需求功率P發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器，包括: 所述變流器基于所述牽引電機的所述轉(zhuǎn)速指令和所述力矩指令計算所述牽引電機的需求功率P，并將所述需求功率P發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述上層控制器向所述變流器發(fā)送生成所述電力機車牽引系統(tǒng)的負載的需求功率P的指令，包括: 所述上層控制器向所述變流器發(fā)送攜帶有負載的需求功率P的指令； 相應的，所述變流器基于所述指令生成所述需求功率P，并將所述需求功率P發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器，包括: 所述變流器基于所述指令中攜帶的負載的需求功率P得到所述牽引電機的需求功率P，并將所述需求功率P發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述上層控制器向所述變流器發(fā)送生成所述電力機車牽引系統(tǒng)的負載的需求功率P的指令，包括: 所述上層控制器向所述變流器發(fā)送所述電力機車牽引系統(tǒng)的逆變器輸出的電壓指令和電流指令； 相應的，所述變流器基于所述指令生成所述需求功率P，并將所述需求功率P發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器，包括: 所述變流器基于所述電壓指令和所述電流指令計算所述逆變器的需求功率P，并將所述需求功率P發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述變流器啟動的情況下，所述數(shù)字信號處理器根據(jù)所述電力機車牽引系統(tǒng)的直流側(cè)輸出電壓Udc與給定值Udc*的差值A(chǔ)U進行比例和積分調(diào)節(jié)，得到所述電力機車牽引系統(tǒng)的網(wǎng)側(cè)電流的第一有效分量Isetl之前，還包括: 所述上層控制器向所述變流器發(fā)送啟動指令，并判定所述變流器是否啟動； 若所述變流器未啟動，則所述上層控制器向所述變流器再次發(fā)送啟動指令，直至所述變流器啟動。6.一種變流器的控制裝置，其特征在于，適用于包括所述變流器、上層控制器和數(shù)字信號處理器的電力機車牽引系統(tǒng)，所述變流器的控制裝置，包括: 所述上層控制器，用于向所述變流器發(fā)送生成所述電力機車牽引系統(tǒng)的負載的需求功率P的指令； 所述變流器，用于基于所述指令生成所述需求功率P，并將所述需求功率P發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器； 所述數(shù)字信號處理器，用于在所述變流器啟動的情況下，根據(jù)所述電力機車牽引系統(tǒng)的直流側(cè)輸出電壓給定值Udc*與直流側(cè)輸出電壓Ud。的差值A(chǔ)U進行比例和積分調(diào)節(jié)，得到所述電力機車牽引系統(tǒng)的網(wǎng)側(cè)電流的第一有效分量Isetl;及利用所述需求功率P除以所述電力機車牽引系統(tǒng)的網(wǎng)側(cè)電壓有效值UN，得到所述電力機車牽引系統(tǒng)的網(wǎng)側(cè)電流的第二有效分量Ise3t2,并計算所述第一有效分量Isetl和所述第二有效分量Iset2之和，得到網(wǎng)側(cè)電流給定值Iset，并對所述網(wǎng)側(cè)電流給定值Iset進行處理，生成所述變流器的驅(qū)動信號，并將所述驅(qū)動信號發(fā)送給所述變流器。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述上層控制器，用于向所述變流器發(fā)送所述電力機車牽引系統(tǒng)的牽引電機的轉(zhuǎn)速指令和力矩指令； 相應的，所述變流器，用于基于所述牽引電機的所述轉(zhuǎn)速指令和所述力矩指令計算所述牽引電機的需求功率P，并將所述需求功率P發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述上層控制器，用于向所述變流器發(fā)送攜帶有負載的需求功率P的指令； 相應的，所述變流器，用于基于所述指令中攜帶的負載的需求功率P得到所述牽引電機的需求功率P，并將所述需求功率P發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述上層控制器，用于向所述變流器發(fā)送所述電力機車牽引系統(tǒng)的逆變器輸出的電壓指令和電流指令； 相應的，所述變流器，用于基于所述電壓指令和所述電流指令計算所述逆變器的需求功率P，并將所述需求功率P發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述上層控制器，還用于向所述變流器發(fā)送啟動指令，并判定所述變流器是否啟動，若所述變流器未啟動，則向所述變流器再次發(fā)送啟動指令，直至所述變流器啟動。
【文檔編號】B60L9/00GK105897031SQ201610442777
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月20日
【發(fā)明人】尚敬, 劉可安, 章志兵, 彭赟, 張志學, 羅文廣, 陳志博, 梅文慶, 胡景瑜, 付剛
【申請人】中車株洲電力機車研究所有限公司