四象限整流器组件的控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种四象限整流器组件控制方法及装置，四象限整流器组件包括并联的两个四象限整流器；该方法包括：根据两个四象限整流器输出的直流电压信号与设定电压信号进行计算得到电流控制信号；根据电流控制信号与两个四象限整流器各自输出的电流信号分别进行计算，得到第一调制控制信号和第二调制控制信号；根据电网电压的相角对第一调制控制信号进行信号处理，得到第一整流器控制信号；根据电网电压的相角对第二调制控制信号进行信号处理，得到第二整流器控制信号，第二整流器控制信号与第一整流器控制信号之间的载波相角相差90°。本发明专利技术提供的四象限整流器组件控制方法及装置能够减少网侧电流谐波。

Control Method and Device of Four Quadrant Rectifier Module

The invention provides a control method and device of four quadrant rectifier module, which includes two parallel four quadrant rectifiers. The method includes: calculating the DC voltage signal output by two four quadrant rectifiers and the set voltage signal to obtain the current control signal; according to the current control signal and the current signal output by two four quadrant rectifiers respectively. The first modulation control signal and the second modulation control signal are calculated separately; the first modulation control signal is processed according to the phase angle of the grid voltage, and the first rectifier control signal is obtained; the second modulation control signal is processed according to the phase angle of the grid voltage, and the second rectifier control signal and the first rectifier are obtained. The carrier phase angle difference between control signals is 90 degrees. The control method and device of the four quadrant rectifier component provided by the invention can reduce the harmonic current of the network side.

【技术实现步骤摘要】
四象限整流器组件的控制方法及装置
本专利技术涉及变流器控制技术，尤其涉及一种四象限整流器组件的控制方法及装置。
技术介绍
电力机车中的牵引系统主要包括：受电弓、主断路器、牵引变压器、四象限脉冲整流器、牵引逆变器、牵引电机和齿轮传传动箱。其中，四象限脉冲整流器作为网侧变流器，其一端与牵引变压器耦合，另一端连接至直流母线，用于在电力机车处于牵引工作状态时将交流电转换为中间直流电，在电力机车处于制动工作状态时将直流电转换为交流电。四象限脉冲整流器具有稳定中间直流电压和控制网侧电流波形的作用，其控制目标是将直流电压保持在允许的偏差范围内，并使网侧电流波形接近正弦波，使网侧功率因数接近1(牵引工况)或者-1(制动工况)。四象限脉冲整流器控制性能的优劣，直接决定着网侧的功率因数和网侧电流波形的好坏。当电力机车正常运行时，频繁启动、运行、制动的变化，都会导致电网电压频繁大范围波动，造成直流侧电压的波动和交流侧(即：网侧)电流谐波的增大。网侧电流谐波会对牵引系统造成一定的危害，不但降低了牵引系统的效率，而且缩短了各部件的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术提供一种四象限整流器组件控制方法及装置，用于减少网侧电流谐波。本专利技术一方面提供一种四象限整流器组件的控制方法，所述四象限整流器组件包括并联的两个四象限整流器，两个四象限整流器耦合至牵引变压器的次级；所述控制方法包括：根据获取到的两个四象限整流器输出的直流电压信号与设定电压信号进行计算，得到电流控制信号；根据所述电流控制信号与获取到的两个四象限整流器各自输出的电流信号分别进行计算，得到第一调制控制信号和第二调制控制信号；根据电网电压的相角对所述第一调制控制信号进行信号处理，得到第一整流器控制信号；根据电网电压的相角对所述第二调制控制信号进行信号处理，得到第二整流器控制信号，所述第二整流器控制信号与第一整流器控制信号载波之间的相角相差90°；所述第一整流器控制信号和第二整流器控制信号分别用于控制两个四象限整流器中开关器件的通断。如上所述的四象限整流器组件的控制方法，根据获取到的两个四象限整流器输出的直流电压信号与设定电压信号进行计算，得到电流控制信号，包括：计算获取到的两个四象限整流器输出的直流电压信号与设定电压信号之间的电压差值信号；对所述电压差值信号进行计算，得到电流控制信号。如上所述的四象限整流器组件的控制方法，对所述电压差值信号进行计算，包括：根据第一设定比例参数和第一设定积分参数对所述电压差值信号进行比例积分控制。如上所述的四象限整流器组件的控制方法，根据所述电流控制信号与获取到的两个四象限整流器各自输出的电流信号分别进行计算，得到第一调制控制信号和第二调制控制信号，包括：分别计算电流控制信号与获取到的两个四象限整流器各自输出的电流信号之间的两个电流差值信号；分别对两个电流差值信号进行计算，得到第一调制控制信号和第二调制控制信号。如上所述的四象限整流器组件的控制方法，分别对两个电流差值信号进行计算，包括：根据第二设定比例参数和第二设定积分参数分别对两个电流差值信号进行比例积分控制。如上所述的四象限整流器组件的控制方法，根据电网电压的相角对所述第一调制控制信号进行信号处理，得到第一整流器控制信号，包括：根据电网电压的相角对所述第一调制控制信号进行调制，得到第一调制信号；根据所述第一调制信号和第一设定三角载波信号之间的交点生成第一整流器控制信号。如上所述的四象限整流器组件的控制方法，根据电网电压的相角对所述第二调制控制信号进行信号处理，得到第二整流器控制信号，包括：根据电网电压的相角对所述第二调制控制信号进行调制，得到第二调制信号；根据所述第二调制信号和第二设定三角载波信号之间的交点生成第二整流器控制信号。如上所述的四象限整流器组件的控制方法，所述第一设定三角载波信号与第二设定三角载波信号之间的相角相差90°。如上所述的四象限整流器组件的控制方法，根据获取到的两个四象限整流器输出的直流电压信号与设定电压信号进行计算之前，还包括：对获取到的两个四象限整流器输出的直流电压信号进行带阻滤波。本专利技术又一方面提供一种四象限整流器组件的控制装置，所述四象限整流器组件包括并联的两个四象限整流器，两个四象限整流器耦合至牵引变压器的次级；所述控制装置包括：电流控制信号计算模块，用于根据获取到的两个四象限整流器输出的直流电压信号与设定电压信号进行计算，得到电流控制信号；调制控制信号计算模块，用于根据所述电流控制信号与获取到的两个四象限整流器各自输出的电流信号分别进行计算，得到第一调制控制信号和第二调制控制信号；第一信号处理模块，用于根据电网电压的相角对所述第一调制控制信号进行信号处理，得到第一整流器控制信号；第二信号处理模块，用于根据电网电压的相角对所述第二调制控制信号进行信号处理，得到第二整流器控制信号，所述第二整流器控制信号与第一整流器控制信号载波之间的相角相差90°；所述第一整流器控制信号和第二整流器控制信号分别用于控制两个四象限整流器中开关器件的通断。本专利技术提供的技术方案，通过采用两个四象限整流器并联，然后根据获取到的两个四象限整流器输出的直流电压信号与设定电压信号进行计算，得到电流控制信号；根据电流控制信号与获取到的两个四象限整流器各自输出的电流信号分别进行计算，得到第一调制控制信号和第二调制控制信号；根据电网电压的相角对第一调制控制信号进行信号处理，得到第一整流器控制信号；以及根据电网电压的相角对第二调制控制信号进行信号处理，得到第二整流器控制信号，第二整流器控制信号与第一整流器控制信号之间的载波相角相差90°，抵消了部分谐波信号，能够降低牵引变压器初级侧电流的高次谐波，确保了牵引系统的正常运行，且能够延长使用寿命。附图说明图1为本专利技术实施例一提供的四象限整流器组件控制方法的流程图；图2为本专利技术实施例一提供的四象限整流器组件的结构示意图；图3为本专利技术实施例二提供的四象限整流器组件控制方法中对四象限整流器组件输出的直流电压信号进行处理的流程图；图4为本专利技术实施例三提供的四象限整流器组件控制方法中对四象限整流器组件输出的电流信号进行处理的流程图；图5为本专利技术实施例四提供的四象限整流器组件控制方法中生成第一整流器控制信号的流程图；图6为本专利技术实施例四提供的四象限整流器组件控制方法中生成第二整流器控制信号的流程图；图7为本专利技术实施例五提供的四象限整流器组件控制方法的控制流程框图；图8为本专利技术实施例五提供的四象限整流器组件控制方法中移相原理的信号示意图；图9为本专利技术实施例六提供的四象限整流器组件控制方法的流程图；图10为本专利技术实施例六提供的四象限整流器组件控制方法中进行带阻滤波的控制框图；图11为本专利技术实施例六提供的四象限整流器组件控制方法中进行带阻滤波的幅频和相频特性示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一图1为本专利技术实施例一提供的四象限整流器组件控制方法的流程图，图2为本专利技术实施例一提供的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种四象限整流器组件的控制方法，其特征在于，所述四象限整流器组件包括并联的两个四象限整流器，两个四象限整流器耦合至牵引变压器的次级；所述控制方法包括：根据获取到的两个四象限整流器输出的直流电压信号与设定电压信号进行计算，得到电流控制信号；根据所述电流控制信号与获取到的两个四象限整流器各自输出的电流信号分别进行计算，得到第一调制控制信号和第二调制控制信号；根据电网电压的相角对所述第一调制控制信号进行信号处理，得到第一整流器控制信号；根据电网电压的相角对所述第二调制控制信号进行信号处理，得到第二整流器控制信号，所述第二整流器控制信号与第一整流器控制信号之间的载波相角相差90°；所述第一整流器控制信号和第二整流器控制信号分别用于控制两个四象限整流器中开关器件的通断。

【技术特征摘要】
1.一种四象限整流器组件的控制方法，其特征在于，所述四象限整流器组件包括并联的两个四象限整流器，两个四象限整流器耦合至牵引变压器的次级；所述控制方法包括：根据获取到的两个四象限整流器输出的直流电压信号与设定电压信号进行计算，得到电流控制信号；根据所述电流控制信号与获取到的两个四象限整流器各自输出的电流信号分别进行计算，得到第一调制控制信号和第二调制控制信号；根据电网电压的相角对所述第一调制控制信号进行信号处理，得到第一整流器控制信号；根据电网电压的相角对所述第二调制控制信号进行信号处理，得到第二整流器控制信号，所述第二整流器控制信号与第一整流器控制信号之间的载波相角相差90°；所述第一整流器控制信号和第二整流器控制信号分别用于控制两个四象限整流器中开关器件的通断。2.根据权利要求1所述的四象限整流器组件的控制方法，其特征在于，根据获取到的两个四象限整流器输出的直流电压信号与设定电压信号进行计算，得到电流控制信号，包括：计算获取到的两个四象限整流器输出的直流电压信号与设定电压信号之间的电压差值信号；对所述电压差值信号进行计算，得到电流控制信号。3.根据权利要求1所述的四象限整流器组件的控制方法，其特征在于，对所述电压差值信号进行计算，包括：根据第一设定比例参数和第一设定积分参数对所述电压差值信号进行比例积分控制。4.根据权利要求1所述的四象限整流器组件的控制方法，其特征在于，根据所述电流控制信号与获取到的两个四象限整流器各自输出的电流信号分别进行计算，得到第一调制控制信号和第二调制控制信号，包括：分别计算电流控制信号与获取到的两个四象限整流器各自输出的电流信号之间的两个电流差值信号；分别对两个电流差值信号进行计算，得到第一调制控制信号和第二调制控制信号。5.根据权利要求4所述的四象限整流器组件的控制方法，其特征在于，分别对两个电流差值信号进行计算，包括：根据第二设定比例参数和第二设定积分参数分别对两个电流差值信号进行比例积分控制。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：相里燕妮，杨伟，岳文开，张鹏，高闯，高波，
申请(专利权)人：西安中车永电捷通电气有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61