【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及辅助变流器的电压电流双闭环控制方法，具体为一种轨道交通用中频辅助变流装置控制方法。
技术介绍
1、辅助变流器是轨道交通高速动车组列车中重要的组成部分，负责向除牵引动力系统之外的用电设备供电，这些设备包括牵引变压器油泵、冷却风机、各种电动阀门、车厢照明等设备。辅助变流器性能的好坏影响乘客的乘车体验，同时也决定了高速动车组能否长时间稳定运行。
2、中频400hz供电系统源于美军标mil-std-704，广泛应用于航空航天、水上舰船等领域，向雷达系统、火控系统、导航系统等精密设备供电。由于该供电频率较高，能够显著减小变压器、发电机等设备的体积，特别适用于对装置尺寸敏感的场合，且电能质量较工频50hz更好。目前，电压型辅助变流器广泛应用于高速动车组列车当中，输入侧并联支撑电容，采集交流输出电压实际值与给定值进行比较运算，进而控制变流器开关管的开通及关断，最终实现对输出电压的控制。
3、目前，辅助变流器主要利用基于dq旋转坐标系的电压电流双闭环控制方法。引入负载线电压反馈作为电压外环，引入滤波电感电流反馈作为电流内环，电压外环输出量作为电流内环控制量的给定值，误差经过电流调节器处理后与载波交截，得到一系列电压脉冲，成为驱动开关管的门极信号。由于在abc坐标系中电压环和电流环均为交流量，使用传统的比例-积分-微分pid调节存在静差，利用abc-dq坐标变换将电压环和电流环转换为直流量，使用pid调节时能够减少或者消除静差，提高了控制系统性能。但是电压电流双闭环控制方法的缺点是：利用abc-dq变换之后，
技术实现思路
1、本专利技术针对电压电流双闭环控制方法电流环外特性软易受负载变化影响的问题，提出了一种轨道交通用中频辅助变流装置控制方法，提高系统对控制给定的响应速度。
2、本专利技术是采用如下的技术方案实现的：一种轨道交通用中频辅助变流装置控制方法，包括以下步骤：将abc静止坐标系下的滤波电容电压voabc、滤波电感电流ilabc、负载电流ioabc变换到dq旋转坐标系中，得到实际电容电压vodq、实际电感电流ildq和负载电流iodq，电容电压vodq、电感电流ildq和负载电流iodq经过解耦调节后得到电压外环控制量vid、viq，经过dq-abc逆变换、pwm脉冲计算，得到驱动开关管的电压调制脉冲。
3、上述的一种轨道交通用中频辅助变流装置控制方法，解耦调节的具体过程为：实际电容电压vod和voq与交流输出电压给定值vod*和voq*比较之后，经过电压环调节器gv调节得到dq轴上的两个电压误差量vod_pi、voq_pi；误差量和电容耦合电流ωcvod、ωcvoq与负载电流iod、ioq进行运算，结果作为电流内环给定值ild*和ilq*；电流内环给定值ild*和ilq*与实际电感电流ild、ilq进行比较，经电流环调节器gi得到两个电流误差量ild_pi、ilq_pi，电流误差量ild_pi、ilq_pi与电感耦合电压ωlid、ωliq和交流输出电压给定值vod*、voq*进行运算，得到用于逆变器开关管的电压外环控制量vid、viq。
4、上述的一种轨道交通用中频辅助变流装置控制方法，解耦调节的数学模型如下：
5、
6、
7、上式中ω是实际电容电压的基频角频率，c是滤波电容的容值，l是滤波电感的感值。
8、上述的一种轨道交通用中频辅助变流装置控制方法，电压环调节器gv选择比例-积分pi调节器。
9、上述的一种轨道交通用中频辅助变流装置控制方法，电流环调节器gi选择p调节器。
10、本专利技术为实现变流器的无静差输出，获得优异的稳态性能，选择在dq坐标系中对系统进行建模，由于输出电压频率为400hz，考虑到dq两轴严重的耦合关系，利用电感耦合电压及电容耦合电流进行前馈解耦，同时引入负载电流对电流环进行补偿，以消除电流环对负载扰动的响应，加快系统调节过程，使其更好地跟踪控制指令。
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1.一种轨道交通用中频辅助变流装置控制方法，其特征在于：包括以下步骤：将abc静止坐标系下的滤波电容电压Voabc、滤波电感电流ILabc、负载电流Ioabc变换到dq旋转坐标系中，得到实际电容电压Vodq、实际电感电流ILdq和负载电流Iodq，电容电压Vodq、电感电流ILdq和负载电流Iodq经过解耦调节后得到电压外环控制量Vid、Viq，经过dq-abc逆变换、PWM脉冲计算，得到驱动开关管的电压调制脉冲。
2.根据权利要求1所述的一种轨道交通用中频辅助变流装置控制方法，其特征在于：解耦调节的具体过程为：实际电容电压Vod和Voq与交流输出电压给定值Vod*和Voq*比较之后，经过电压环调节器Gv调节得到dq轴上的两个电压误差量Vod_PI、Voq_PI；误差量和电容耦合电流ωCVod、ωCVoq与负载电流Iod、Ioq进行运算，结果作为电流内环给定值ILd*和ILq*；电流内环给定值ILd*和ILq*与实际电感电流ILd、ILq进行比较，经电流环调节器Gi得到两个电流误差量ILd_PI、ILq_PI，电流误差量ILd_PI、ILq_PI与电感耦合电压ωLId
3.根据权利要求2所述的一种轨道交通用中频辅助变流装置控制方法，其特征在于：解耦调节的数学模型如下：
4.根据权利要求2或3所述的一种轨道交通用中频辅助变流装置控制方法，其特征在于：电压环调节器Gv选择比例-积分PI调节器。
5.根据权利要求2或3所述的一种轨道交通用中频辅助变流装置控制方法，其特征在于：电流环调节器Gi选择P调节器。
...【技术特征摘要】
1.一种轨道交通用中频辅助变流装置控制方法，其特征在于：包括以下步骤：将abc静止坐标系下的滤波电容电压voabc、滤波电感电流ilabc、负载电流ioabc变换到dq旋转坐标系中，得到实际电容电压vodq、实际电感电流ildq和负载电流iodq，电容电压vodq、电感电流ildq和负载电流iodq经过解耦调节后得到电压外环控制量vid、viq，经过dq-abc逆变换、pwm脉冲计算，得到驱动开关管的电压调制脉冲。
2.根据权利要求1所述的一种轨道交通用中频辅助变流装置控制方法，其特征在于：解耦调节的具体过程为：实际电容电压vod和voq与交流输出电压给定值vod*和voq*比较之后，经过电压环调节器gv调节得到dq轴上的两个电压误差量vod_pi、voq_pi；误差量和电容耦合电流ωcvod、ωcvoq与负载电流io...
【专利技术属性】
技术研发人员：王天博，赵俊宇，李诗泓，詹哲军，
申请(专利权)人：中车永济电机有限公司，
类型：发明
国别省市：
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