本發(fā)明涉及一種變流器中間電壓的調(diào)節(jié)方法，尤其涉及一種用于電力機(jī)車的變流器中間電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)方法。

背景技術(shù)：

目前機(jī)車變流器中間電壓根據(jù)機(jī)車最大輸出功率匹配，相關(guān)功率原件長時(shí)間恒定工作在最大電壓模式下，影響部件使用壽命，故障率增加。

電力機(jī)車牽引變流器主要由四象限整流器、中間直流電路和牽引逆變器幾部分組成。當(dāng)中間電壓為零時(shí)，主變壓器的牽引繞組通過充電電阻向四象限整流器供電，給中間直流回路支撐電容充電。在逆變器工作之前，牽引繞組迅速向中間直流回路支撐電容充電，直至恒定值。此時(shí)，牽引變流器起動(dòng)充電過程完成，逆變器可以投入工作。中間直流回路完成充電后，以恒定電壓值工作。

IGBT若長期工作在高電壓狀態(tài)，將會(huì)反向擊穿，造成機(jī)車停運(yùn)，若降低中間電壓值，則機(jī)車功率難以發(fā)揮影響機(jī)車運(yùn)用。

《電氣傳動(dòng)》2013年第43卷第12期《雙饋風(fēng)電變流器中間電壓優(yōu)化控制策略的研究》介紹了一種針對(duì)直流母線電壓指令值跟隨網(wǎng)壓變化而變化的策略。

根據(jù)網(wǎng)壓變化調(diào)整變流器中間電壓，屬于變流器前端控制，調(diào)節(jié)范圍有限，不能根據(jù)機(jī)車工況進(jìn)行調(diào)節(jié)，不能對(duì)器件進(jìn)行有效保護(hù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)有的電力機(jī)車變流器中間電壓的不足，根據(jù)機(jī)車負(fù)載及線路情況自動(dòng)匹配中間電壓數(shù)值并實(shí)現(xiàn)適時(shí)控制。

這種電力機(jī)車變流器中間電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，步驟如下：

A.信號(hào)采集單元采集變流器參數(shù)為變流器主回路參數(shù)、主變壓器參數(shù)、牽引電機(jī)參數(shù)；

B.信號(hào)采集單元將采集牽引電機(jī)電壓電流信號(hào)、電力機(jī)車的實(shí)際速度信號(hào)及門極信號(hào)；

C.傳感器將信號(hào)采集單元采集的信號(hào)傳輸給控制單元；

D.控制單元對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，計(jì)算電力機(jī)車的理論速度，并將電力機(jī)車的實(shí)際速度與理論速度進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)電力機(jī)車實(shí)際速度輸出匹配功率；

E.控制單元根據(jù)匹配功率輸出匹配中間直流電壓。

步驟D所述的電力機(jī)車的實(shí)際速度不小于理論速度時(shí)，變流器輸出的匹配功率小于變流器的額定功率，步驟E輸出的匹配中間直流電壓小于中間直流電壓額定電壓。

步驟D所述的電力機(jī)車的實(shí)際速度小于理論速度時(shí)，變流器輸出的匹配功率為變流器的額定功率，步驟E輸出的匹配中間直流電壓為中間直流電壓額定電壓。

步驟C所述的傳感器為電壓電流傳感器、速度傳感器、門極傳感器。

本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于：參照IGBT故障率與DC電壓相關(guān)特性圖，中間電壓越低則IGBT故障率也隨之下降。在機(jī)車實(shí)際運(yùn)用中，特別是客運(yùn)機(jī)車牽引模式下，由于牽引負(fù)載較小，機(jī)車通常不需要發(fā)揮滿功率運(yùn)行，此時(shí)適當(dāng)降低中間回路電壓，將有益于IGBT故障率的降低。

附圖說明

圖1為電力機(jī)車變流器中間電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)方法的框圖。

圖2為電力機(jī)車變流器中間電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)方法的流程圖。

圖中標(biāo)記：V1-電力機(jī)車?yán)碚撍俣龋琕2-電力機(jī)車實(shí)際速度。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)電力機(jī)車變流器中間電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)方法進(jìn)行進(jìn)一步說明。

這種電力機(jī)車變流器中間電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，步驟如下：

A.信號(hào)采集單元采集變流器參數(shù)為變流器主回路參數(shù)、主變壓器參數(shù)、牽引電機(jī)參數(shù)；

B.信號(hào)采集單元將采集牽引電機(jī)電壓電流信號(hào)、電力機(jī)車的實(shí)際速度信號(hào)及門極信號(hào)；

C.傳感器將信號(hào)采集單元采集的信號(hào)傳輸給控制單元；

D.控制單元對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，計(jì)算電力機(jī)車的理論速度，并將電力機(jī)車的實(shí)際速度與理論速度進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)電力機(jī)車實(shí)際速度輸出匹配功率；

E.控制單元根據(jù)匹配功率輸出匹配中間直流電壓。

步驟D所述的電力機(jī)車的實(shí)際速度不小于理論速度時(shí)，變流器輸出的匹配功率小于變流器的額定功率，步驟E輸出的匹配中間直流電壓小于中間直流電壓額定電壓。

步驟D所述的電力機(jī)車的實(shí)際速度小于理論速度時(shí)，變流器輸出的匹配功率為變流器的額定功率，步驟E輸出的匹配中間直流電壓為中間直流電壓額定電壓。

步驟C所述的傳感器為電壓電流傳感器、速度傳感器、門極傳感器。

如圖2,信號(hào)采集單元采集變流器參數(shù)為變流器主回路參數(shù)、主變壓器參數(shù)、牽引電機(jī)參數(shù)，信號(hào)采集單元將采集牽引電機(jī)電壓電流信號(hào)、電力機(jī)車的實(shí)際速度信號(hào)及門極信號(hào)，電壓電流傳感器、速度傳感器、門極傳感器將牽引電機(jī)電壓電流信號(hào)、電力機(jī)車的實(shí)際速度信號(hào)及門極信號(hào)傳輸給控制單元，司機(jī)手柄級(jí)位計(jì)算電力機(jī)車?yán)碚撍俣萔1，控制單元將信號(hào)采集單元采集到的電力機(jī)車的實(shí)際速度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電力機(jī)車實(shí)際速度V2，電力機(jī)車的實(shí)際速度V2與電力機(jī)車的理論速度V1，電力機(jī)車的實(shí)際速度不小于理論速度時(shí)，變流器輸出的匹配功率小于變流器的額定功率，輸出的匹配中間直流電壓小于中間直流電壓額定電壓，電力機(jī)車的實(shí)際速度小于理論速度時(shí)，變流器輸出的匹配功率為變流器的額定功率，步驟E輸出的匹配中間直流電壓為中間直流電壓額定電壓。

信號(hào)采集單元采集變流器主回路、變壓器、牽引電機(jī)等信號(hào)，同時(shí)采集并結(jié)合功率模塊的門極信號(hào)、牽引電機(jī)電壓電流以及電力機(jī)車實(shí)際速度等信號(hào)在滿足機(jī)車運(yùn)用條件下，通過控制單元進(jìn)行中間電壓調(diào)節(jié)。通過計(jì)算司機(jī)手柄級(jí)位對(duì)應(yīng)速度以及在該速度下牽引電機(jī)電壓、電流關(guān)系，控制中間電壓值。理論速度V1小于等于實(shí)際速度V2時(shí)，電力機(jī)車變流器輸出匹配功率上升到額定功率的70％以上、且在進(jìn)入單脈沖控制時(shí)、將匹配中間直流電壓由2500V逐漸切換到2800V。切換時(shí)間為1秒鐘(300V/1s)。當(dāng)理論速度V1大于實(shí)際速度V2時(shí)，電力機(jī)車輸出匹配功率下降到額定功率的70％以下時(shí)、將中間直流電壓由2800V逐漸切換到2500V。切換時(shí)間為1秒鐘(300V/1s)。。