一种斩波控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种斩波控制方法及装置，方法包括：根据电机制动力和电机转速计算生成制动功率系数；根据牵引制动状态和制动功率系数进行斩波控制模式设置；若当前的牵引制动状态为牵引模式，或为制动模式且制动功率系数小于第一预设阈值，设置当前斩波控制模式为第一斩波控制模式；若当前的牵引制动状态为制动模式且制动功率系数大于第二预设阈值，设置当前斩波控制模式为第二斩波控制模式；若当前的牵引制动状态为制动模式且制动功率系数不小于第一预设阈值和不大于第二预设阈值，保持上一次斩波控制模式为当前斩波控制模式；根据当前斩波控制模式计算生成的斩波占空比进行斩波控制

【技术实现步骤摘要】
一种斩波控制方法及装置


[0001]本专利技术涉及轨道车辆制动领域，尤其涉及一种斩波控制方法及装置
。

技术介绍

[0002]城市轨道交通车辆的制动方式分为机械制动和电制动，机械制动主要由制动系统系统通过液压或空气压力控制机械闸瓦施加摩擦力完成，而电制动由牵引系统控制牵引电机产生电制动力完成
。
电制动可以将车辆动能转换为电能再生回馈给电网，同时可以避免机械制动的闸瓦磨耗，因此电制动是车辆最优先采用的制动方式，但是在网侧吸收能力不足的情况下，电制动会导致网压不断升高而引起再生失效，所以必须设置制动电阻将多余的再生能量消耗掉才能保证电制动的持续工作
。
[0003]因为散热因素的限制，斩波回路功率开关器件的频率会要求尽可能低，而低开关频率的斩波控制会带来电容电压波动变大的问题，同时因为延时的增加可能还会导致斩波控制的不稳定
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种斩波控制方法及系统，可以在斩波回路功率器件开关频率更低的情况下稳定斩波占空比，同时可避免斩波控制策略中斩波模式的频繁切换，从而提升斩波控制的稳定性
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种斩波控制方法，所述方法包括：
[0006]根据电机制动力和电机转速计算生成制动功率系数；
[0007]根据牵引制动状态和所述制动功率系数进行斩波控制模式设置；
[0008]若当前的牵引制动状态为牵引模式，或为制动模式且所述制动功率系数小于第一预设阈值，设置当前斩波控制模式为第一斩波控制模式；
[0009]若当前的牵引制动状态为制动模式且所述制动功率系数大于第二预设阈值，设置当前斩波控制模式为第二斩波控制模式；
[0010]若当前的牵引制动状态为制动模式且所述制动功率系数不小于第一预设阈值和不大于第二预设阈值，保持上一次斩波控制模式为当前斩波控制模式；
[0011]根据当前斩波控制模式计算生成的斩波占空比进行斩波控制
。
[0012]进一步，所述第一斩波控制模式为基于支撑电容实时电压值计算斩波占空比
。
[0013]进一步，所述第二斩波控制模式为基于实时制动功率前馈计算斩波占空比
。
[0014]进一步，所述基于支撑电容实时电压值计算斩波占空比，具体为：
[0015]将所述支撑电容实时电压值与预设的斩波起始阈值做差生成电压偏差值；
[0016]根据
Kp
控制值和所述电压偏差值计算生成斩波占空比
。
[0017]进一步，所述预设的斩波起始阈值根据实时制动功率设置
。
[0018]进一步，所述基于实时制动功率前馈计算斩波占空比，具体计算公式为：
[0019][0020]其中，
D
为斩波占空比，
R
为制动电阻冷态阻值，
P
制动
为电制动功率，
U
dc
为支撑电容电压瞬时值，
I
dc_HPF
为网流高频分量提取值，
U
dc_fil
为支撑电容电压滤波值，
U
coeff
为斩波功率调整系数
。
[0021]进一步，根据所述支撑电容电压滤波值设置斩波功率调整系数
。
[0022]进一步，所述根据所述支撑电容电压滤波值设置斩波功率调整系数，具体为：所述斩波功率调整系数与所述支撑电容电压滤波值正相关
。
[0023]本专利技术第二方面提供了一种斩波控制装置，所述装置包括：
[0024]数据处理模块，用于根据电机制动力和电机转速计算生成制动功率系数；根据牵引制动状态和所述制动功率系数进行斩波控制模式设置；
[0025]若当前的牵引制动状态为牵引模式，或为制动模式且所述制动功率系数小于第一预设阈值，设置当前斩波控制模式为第一斩波控制模式；
[0026]若当前的牵引制动状态为制动模式且所述制动功率系数大于第二预设阈值，设置当前斩波控制模式为第二斩波控制模式；
[0027]若当前的牵引制动状态为制动模式且所述制动功率系数不小于第一预设阈值和不大于第二预设阈值，保持上一次斩波控制模式为当前斩波控制模式；
[0028]控制执行模块，用于根据当前斩波控制模式计算生成的斩波占空比进行斩波控制
。
[0029]本专利技术提供的一种斩波控制方法及装置，可以在斩波回路功率器件开关频率更低的情况下稳定斩波占空比，通过牵引制动状态和制动功率系数的大小判断两种斩波模式的切换，避免了斩波控制策略中斩波模式的频繁切换，从而提升了斩波控制的稳定性
。
附图说明
[0030]图1为本专利技术实施例一提供的斩波控制方法的斩波系统硬件示意图；
[0031]图2为本专利技术实施例一提供的斩波控制方法流程图；
[0032]图3为本专利技术实施例一提供的斩波控制方法的斩波控制模式切换示意图；
[0033]图4为本专利技术实施例一提供的斩波控制方法的
PWM
发生单元原理图；
[0034]图5为本专利技术实施例二提供的斩波控制装置结构示意图之一；
[0035]图6为本专利技术实施例二提供的斩波控制装置结构示意图之二
。
具体实施方式
[0036]为了使本专利技术的目的
、
技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本专利技术保护的范围
。
[0037]本专利技术实施例提供的斩波控制方法及装置，通过牵引制动状态和制动功率系数的大小判断两种斩波模式的切换，避免了斩波控制策略中斩波模式的频繁切换，从而提升了斩波控制的稳定性，从而使电制动力发挥更加平稳，增加了车辆的平稳舒适性；通过基于支
撑电容电压瞬时值和实时制动功率前馈占空比计算复合的斩波控制方式在保证斩波稳定控制条件下实现了斩波开关频率的降低，从而减少了斩波开关管发热量，降低了开关管的散热设计要求，减小了设计空间大小要求，提升了斩波开关管的寿命，可降低系统全寿命周期的维修维护成本，成本降低
30
％以上，减少了车辆故障的几率；通过网流变化检测判断，实时提取网流中的高频分量，结合支撑电容电压瞬时值计算出动态补偿的功率，对前馈斩波功率进行补偿，提升了系统动态响应能力，可应对网侧再生能力突变等极端工控下的控制；通过斩波功率调整系数的动态调节控制，可忽略制动电阻随温度变化的影响，控制更加简单，同时最大限度的利用了同侧再生能力，尽可能多的回馈再生能量，降低了车辆的能耗
。
[0038]实施例一
[0039]本专利技术的斩波控制方法可应用于通过电制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种斩波控制方法，其特征在于，所述方法包括：根据电机制动力和电机转速计算生成制动功率系数；根据牵引制动状态和所述制动功率系数进行斩波控制模式设置；若当前的牵引制动状态为牵引模式，或为制动模式且所述制动功率系数小于第一预设阈值，设置当前斩波控制模式为第一斩波控制模式；若当前的牵引制动状态为制动模式且所述制动功率系数大于第二预设阈值，设置当前斩波控制模式为第二斩波控制模式；若当前的牵引制动状态为制动模式且所述制动功率系数不小于第一预设阈值和不大于第二预设阈值，保持上一次斩波控制模式为当前斩波控制模式；根据当前斩波控制模式计算生成的斩波占空比进行斩波控制
。2.
根据权利要求1所述的斩波控制方法，其特征在于，所述第一斩波控制模式为基于支撑电容实时电压值计算斩波占空比
。3.
根据权利要求1所述的斩波控制方法，其特征在于，所述第二斩波控制模式为基于实时制动功率前馈计算斩波占空比
。4.
根据权利要求2所述的斩波控制方法，其特征在于，所述基于支撑电容实时电压值计算斩波占空比，具体为：将所述支撑电容实时电压值与预设的斩波起始阈值做差生成电压偏差值；根据
Kp
控制值和所述电压偏差值计算生成斩波占空比
。5.
根据权利要求4所述的斩波控制方法，其特征在于，所述预设的斩波起始阈值根据实时制动功率设置
。6.
根据权利要求3所述的斩波控制方法，其特征在于，所述基于实时制动功率前馈计算斩波占空比，具体计算公式为：其中，
D
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张新宇，张佳波，孙伟，陈卓，林显琦，
申请(专利权)人：中车青岛四方车辆研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：