專利名稱：一種混合并聯(lián)型高壓直流牽引供電變流裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高壓直流牽引供電變流裝置及控制方法，特別是關(guān)于一種用于為城市軌道交通車輛供電的混合并聯(lián)型高壓直流牽引供電變流裝置及其控制方法。
背景技術(shù)：
目前，我國城市軌道交通牽引供電變流裝置仍采用的是二極管整流器，供電電壓為750V或1500V。這種供電方式已經(jīng)沿用了數(shù)十年，它的最大優(yōu)點(diǎn)是裝置結(jié)構(gòu)簡單、技術(shù)也比較成熟，但是這種傳統(tǒng)的供電方案也存在以下一些問題1、由于采用二極管整流器，能量只能單向流動，因此車輛制動產(chǎn)生的能量不能回饋電網(wǎng)，通常采用電阻消耗掉，造成能量的大大浪費(fèi)。2、直流輸出電壓不可控，波動范圍大，不利于車輛的安全可靠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。3、接觸網(wǎng)網(wǎng)壓降大，供電站站間距離短，通常不超過3 4公里，造成所需供電站數(shù)量較多、建設(shè)投資大。PWM(脈沖寬度調(diào)制)整流器具有能量雙向流動，功率因數(shù)高，直流輸出電壓可控等優(yōu)點(diǎn)。將PWM整流器應(yīng)用到城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)中，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)列車制動能量的反饋，節(jié)約電能，并保持直流電壓穩(wěn)定；同時如果能夠提高直流供電提高到1.5kV以上， 還能延長供電距離，減少供電站數(shù)量，降低接觸網(wǎng)損耗，具有很大實(shí)際應(yīng)用價值，但是相對于傳統(tǒng)二極管整流器，PWM整流器在價格、可靠性、維護(hù)量、過載能力方面都處于劣勢。事實(shí)上，對于城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)，所需牽引容量通常為制動容量的2倍以上，因此從經(jīng)濟(jì)性上考慮，基于全PWM整流器的供電方案并不合算。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種能提高直流牽引供電電壓，延長供電距離、減少供電站數(shù)量，降低接觸網(wǎng)損耗，在實(shí)現(xiàn)列車制動能量的回饋再利用的同時，提高系統(tǒng)可靠性的混合并聯(lián)型高壓直流牽引供電變流裝置及其控制方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種混合并聯(lián)型高壓直流牽引供電變流裝置，其特征在于它包括一套PWM整流機(jī)組和一套二極管整流機(jī)組，所述PWM整流機(jī)組的輸入端和二極管整流機(jī)組的輸入端均連接交流電網(wǎng)，所述PWM整流機(jī)組的輸出端和二極管整流機(jī)組的輸出端并聯(lián)后，實(shí)現(xiàn)高壓直流輸出。所述PWM整流機(jī)組包括一個多繞組變壓器、若干個PWM整流器單元和若干個控制單元，所述多繞組變壓器由一個原邊繞組和多個副邊繞組構(gòu)成，所述PWM整流器單元的個數(shù)與所述多繞組變壓器副邊繞組數(shù)呈對應(yīng)設(shè)置；所述多繞組變壓器原邊繞組接所述交流電網(wǎng)，每個副邊繞組連接一個所述PWM整流器單元，各所述PWM整流器單元直流輸出端順次串聯(lián)，并且每個所述PWM整流器單元均連接一個所述控制單元，所述控制單元控制所述PWM整流器單元工作。每個所述控制單元均由四個數(shù)據(jù)采集單元、一個電流環(huán)控制單元、一個鎖相單元、 一個電壓環(huán)控制單元和一個脈沖產(chǎn)生單元構(gòu)成；第一個所述數(shù)據(jù)采集單元將采集到的所述PWM整流器單元兩相交流電流傳輸至所述電流環(huán)控制單元，第二個所述數(shù)據(jù)采集單元將采集到的所述多繞組變壓器的原邊繞組電壓經(jīng)所述鎖相單元傳輸至所述電流環(huán)控制單元，第三個、第四個所述數(shù)據(jù)采集單元分別將采集到的所述PWM整流器單元的直流電壓和直流電流傳輸至所述電壓環(huán)控制單元；所述電壓環(huán)控制單元將直流空載電壓給定值減去直流電流與下垂斜率的乘積后并進(jìn)行PI運(yùn)算，得到的電流值輸入所述電流環(huán)控制單元內(nèi)；傳輸至所述電流環(huán)控制單元內(nèi)的各路電壓、電流信號進(jìn)行坐標(biāo)變換及PI運(yùn)算處理后，經(jīng)所述脈沖產(chǎn)生單元轉(zhuǎn)換成驅(qū)動脈動信號后，返回至所述PWM整流器單元實(shí)現(xiàn)對其控制。所述PWM整流器單元包括功率器件和直流支撐電容，所述PWM整流器單元采用兩電平或三電平三相電壓型PWM整流器主電路。所述功率器件采用IGBT功率模塊，所述直流支撐電容采用金屬薄膜電容。所述二極管整流機(jī)組包括一個移相變壓器和若干個二極管整流器單元，所述移相變壓器由一個原邊繞組和多個副邊繞組構(gòu)成，所述二極管整流器單元的個數(shù)與所述移相變壓器的副邊繞組數(shù)呈對應(yīng)設(shè)置；所述移相變壓器原邊繞組接所述交流電網(wǎng)，每個副邊繞組連接一個所述二極管整流器單元，各所述二極管整流器單元直流輸出端順次串聯(lián)。所述移相變壓器的各副邊繞組均采用延邊三角形連接方式。實(shí)現(xiàn)上述混合并聯(lián)型高壓直流牽引供電變流裝置的控制方法，其包括如下步驟 (1)首先在電壓環(huán)控制單元進(jìn)行電壓環(huán)控制，由第四個和第三個數(shù)據(jù)采集單元將分別采集到的PWM整流器單元的直流電流Id。和直流電壓Ud。均輸入至電壓環(huán)控制單元，直流電流Id。 與預(yù)先設(shè)定的下垂斜率Kdp相乘后與直流空載電壓給定值Uk相減后，與直流電壓Udc相減并進(jìn)行PI運(yùn)算，得到電流環(huán)控制單元的d軸有功電流給定值/〗；(2)第二個數(shù)據(jù)采集單元采集多繞組變壓器原邊繞組電壓互感器輸出的兩相交流電網(wǎng)電壓Ua和ub，并由鎖相單元進(jìn)行鎖相，得到電網(wǎng)電壓同步角θ ； C3)第一個數(shù)據(jù)采集單元將采集到的PWM整流器單元的兩相交流電流ia和ib輸入電流環(huán)控制單元內(nèi)，將其轉(zhuǎn)換到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下得到id和、；(4) 將同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下得到的d、q軸電流id和i,分別與電流給定值^和^相減，并對其差值分別進(jìn)行PI運(yùn)算，得到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下脈寬調(diào)制電壓Ud、Uq ； (5)將同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系電壓扎、 轉(zhuǎn)換到靜止坐標(biāo)系后輸入脈沖產(chǎn)生單元，并采用三電平空間矢量脈寬調(diào)制算法產(chǎn)生各 IGBT開關(guān)管的PWM脈沖信號，實(shí)現(xiàn)對PWM整流器單元的控制。各所述PWM整流器單元均采用基于負(fù)載電流前饋的外特性下垂控制方法。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明由于采用PWM整流器單元與二極管整流器單元串聯(lián)，提高了整個變流裝置直流輸出電壓，延長供電距離，降低接觸網(wǎng)損耗。2、本發(fā)明基于PWM整流機(jī)組和二極管整流機(jī)組的混合結(jié)構(gòu)，充分利用二者的優(yōu)勢，在實(shí)現(xiàn)列車制動能量的回饋再利用的同時，盡可能的減少了設(shè)備投資，提高了系統(tǒng)的可靠性。3、本發(fā)明由于二極管整流機(jī)組中移相變壓器各副邊繞組均采用延邊三角形連接方式，這樣使得各副邊繞組輸出電壓相位互差為60/n電角度，進(jìn)而構(gòu)成多脈波整流，減小了整個二極管整流機(jī)組直流輸出電壓紋波和交流電流諧波。4、本發(fā)明通過對各PWM整流器單元直流輸出特性的控制，保證了各PWM單元直流串聯(lián)均壓，以及PWM整流機(jī)組與二極管整流機(jī)組之間的負(fù)載分配。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)中。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的PWM整流器單元控制原理示意圖；圖3是本發(fā)明的9kY混合并聯(lián)型高壓直流牽弓I供電變流裝置中二極管整流機(jī)組結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明的9kY混合并聯(lián)型高壓直流牽引供電變流裝置中PWM整流機(jī)組結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明的三電平PWM整流器單元主電路拓?fù)?；圖6是本發(fā)明混合并聯(lián)型高壓直流牽引供電變流控制方法的下垂特性曲線示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖1所示，本發(fā)明的混合并聯(lián)型高壓直流牽弓I供電變流裝置包括一套PWM (脈沖寬度調(diào)制)整流機(jī)組10和一套二極管整流機(jī)組20，PWM整流機(jī)組10的輸入端和二極管整流機(jī)組20的輸入端均連接現(xiàn)有技術(shù)中的交流電網(wǎng)，PWM整流機(jī)組10的輸出端和二極管整流機(jī)組20的輸出端并聯(lián)后，作為本發(fā)明混合并聯(lián)型高壓直流牽引供電變流裝置的輸出端， 實(shí)現(xiàn)高壓直流輸出。其中，PWM整流機(jī)組10包括一個多繞組變壓器11、若干個PWM整流器單元12和若干個控制單元13，多繞組變壓器11由一個原邊繞組和多個副邊繞組構(gòu)成，PWM整流器單元 12的個數(shù)與多繞組變壓器11副邊繞組數(shù)呈對應(yīng)設(shè)置。多繞組變壓器11原邊繞組接交流電網(wǎng)，每個副邊繞組連接一個PWM整流器單元12，各PWM整流器單元12直流輸出端順次串聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)高壓直流輸出。并且每個PWM整流器單元12均連接一個控制單元13，由控制單元13控制PWM整流器單元12的工作。二極管整流機(jī)組20包括一個移相變壓器21和若干個二極管整流器單元22，移相變壓器21由一個原邊繞組和多個副邊繞組構(gòu)成，二極管整流器單元22的個數(shù)與移相變壓器21的副邊繞組數(shù)呈對應(yīng)設(shè)置。移相變壓器21原邊繞組接交流電網(wǎng)，每個副邊繞組連接一個二極管整流器單元22，各二極管整流器單元22直流輸出端也順次串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)高壓輸出。上述實(shí)施例中，PWM整流機(jī)組10中多繞組變壓器11的各副邊繞組連接方式相同， 且各副邊繞組短路阻抗用來替代PWM整流器單元12交流側(cè)電感，從而簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。上述各實(shí)施例中，PWM整流器單元12包括功率器件和直流支撐電容，其可以采用兩電平或三電平三相電壓型PWM整流器主電路，功率器件采用IGBT功率模塊，直流支撐電容采用金屬薄膜電容。上述各實(shí)施例中，每個控制單元13均由四個數(shù)據(jù)采集單元14、一個電流環(huán)控制單元15、一個鎖相單元16、一個電壓環(huán)控制單元17和一個脈沖產(chǎn)生單元18構(gòu)成。其中，第一個數(shù)據(jù)采集單元14將采集到的PWM整流器單元12兩相交流電流傳輸至電流環(huán)控制單元15 內(nèi)；第二個數(shù)據(jù)采集單元14將采集到的多繞組變壓器11的原邊繞組電壓經(jīng)鎖相單元16傳輸至電流環(huán)控制單元15內(nèi)；第三個、第四個數(shù)據(jù)采集單元14分別將采集到的PWM整流器單元12的直流電壓Ud。和直流電流Id。傳輸至電壓環(huán)控制單元17內(nèi)。電壓環(huán)控制單元17將直流空載電壓給定值Uk減去直流電流Id。與下垂斜率Kdp的乘積后，與接收到的直流電壓Udc相減并進(jìn)行PI運(yùn)算(比例積分運(yùn)算)，得到的電流值輸入電流環(huán)控制單元15內(nèi)。傳輸至電流環(huán)控制單元15內(nèi)的各路電壓、電流信號進(jìn)行坐標(biāo)變換及PI運(yùn)算處理后，經(jīng)脈沖產(chǎn)生單元 18轉(zhuǎn)換成驅(qū)動脈動信號后，返回至PWM整流器單元12，實(shí)現(xiàn)對PWM整流器單元12的控制。上述各實(shí)施例中，二極管整流機(jī)組20中移相變壓器21的各副邊繞組均采用延邊三角形連接方式，使得各副邊繞組輸出電壓相位互差為60/n電角度，進(jìn)而構(gòu)成多脈波整流，減小本發(fā)明的混合并聯(lián)型高壓直流牽引供電變流裝置直流輸出電壓紋波和交流電流諧波。如圖2所示，本發(fā)明混合并聯(lián)型高壓直流牽引供電變流裝置中的各PWM整流器單元12均采用基于負(fù)載電流前饋的外特性下垂控制方法，保證各PWM整流器單元12串聯(lián)均壓，以及PWM整流機(jī)組10與二極管整流機(jī)組20之間的負(fù)載分配。則本發(fā)明的混合并聯(lián)型高壓直流牽引供電變流控制方法包括如下步驟1)首先在電壓環(huán)控制單元17進(jìn)行電壓環(huán)控制，由第四個和第三個數(shù)據(jù)采集單元 14將分別采集到的PWM整流器單元12的直流電流Id。和直流電壓Udc均輸入至電壓環(huán)控制單元17，直流電流Id。與預(yù)先設(shè)定的下垂斜率Kdp相乘后與直流空載電壓給定值Uk相減，其差值作為直流電壓閉環(huán)給定值Vl，直流電壓閉環(huán)給定值Vl與直流電壓Ud。相減，差值進(jìn)行 PI運(yùn)算，最后得到電流環(huán)控制單元15的d軸有功電流給定值G ；2)鎖相運(yùn)算，由第二個數(shù)據(jù)采集單元14采集多繞組變壓器11原邊繞組電壓互感器輸出的兩相交流電網(wǎng)電壓 和％，并由鎖相單元16進(jìn)行鎖相，得到電網(wǎng)電壓同步角θ ；3)坐標(biāo)變換，由第一個數(shù)據(jù)采集單元14將采集到的PWM整流器單元12的兩相交流電流、和ib輸入電流環(huán)控制單元15內(nèi)，將其轉(zhuǎn)換到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下得到id和i,；4)將同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下得到的d、q軸電流id和i,分別與電流給定值<和<相減 (為了保證功率因數(shù)為1，通常都令、的電流給定值^=O )，并對其差值分別進(jìn)行PI運(yùn)算， 得到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下脈寬調(diào)制電壓Ud、 ；5)將同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系電壓Ud、Uq轉(zhuǎn)換到靜止坐標(biāo)系后輸入脈沖產(chǎn)生單元18，并采用三電平SVPWM(空間矢量脈寬調(diào)制)調(diào)制算法產(chǎn)生各IGBT開關(guān)管的PWM脈沖信號，實(shí)現(xiàn)對PWM整流器單元12的控制。上述實(shí)施例中，基于負(fù)載電流前饋的外特性下垂控制，電壓環(huán)控制單元17采用無靜差的PI調(diào)節(jié)器，但電壓環(huán)的給定值隨著輸出電流的增大而減小。下面通過一個實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的介紹。實(shí)施例如圖3所示，二極管整流機(jī)組20的額定容量為6麗，其中移相變壓器 21采用環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器，容量為6MVA，具有一個原邊繞組，三個副邊繞組，變比為 35kV/2. 4kV/2. 4kV/2. 4kV，原邊繞組采用Δ連接，副邊繞組采用延邊三角形連接，使得各副邊繞組輸出電壓相位分別為+20°，0°，-20°，從而使得整個二極管整流機(jī)組20構(gòu)成18脈波整流。各二極管整流器單元22的容量均為2MW，額定直流輸出電壓為3kV，其中，二極管均采用圓餅狀6kV高壓二極管。各二極管整流器單元22的交流側(cè)分別與移相變壓器21的一個副邊繞組相連，直流側(cè)順次串聯(lián)連接。如圖4所示，PWM整流機(jī)組10的容量也為6麗，其中多繞組變壓器11也采用環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器，具有一個原邊繞組，三個副邊繞組，多繞組變壓器11的連接方式為Ydll，dll，dll變比為35kV/l. 8kV/l. 8kV/l. 8kV，容量為6MVA，副邊繞組等效短路阻抗30%。PWM整流器單元12的容量均為;MW，直流輸出額定電壓為3kV。各PWM整流器單元 12交流側(cè)分別與多繞組變壓器11的一個副邊繞組相連，直流側(cè)順次串聯(lián)連接。為降低功率器件承受電壓，同時增大系統(tǒng)容量，各PWM整流器單元12采用中點(diǎn)鉗位式三電平主電路拓?fù)?如圖5所示)。其中，功率器件采用3300V電壓等級的IGBT，開關(guān)頻率取1kHz，直流支撐電容采用金屬薄膜電容，寄生電感小，紋波電流通過能力強(qiáng)，壽命長， 有利于降低設(shè)備維護(hù)費(fèi)用。各PWM整流器單元12的控制方法采用基于負(fù)載電流前饋的外特性下垂控制，保證各PWM整流器單元12串聯(lián)均壓，以及PWM整流機(jī)組10與二極管整流機(jī)組20之間的負(fù)載分配。如圖6所示，為PWM整流器單元12典型的下垂特性曲線，kdp為下垂斜率，本實(shí)施例中取kdp = 0. 15。這種基于負(fù)載電流前饋的外特下垂控制方法，直流電壓環(huán)仍采用無靜差的PI調(diào)節(jié)器，只是電壓環(huán)的給定值隨著輸出電流的增大而減小，電壓環(huán)的輸出作為d軸有功電流給定值，q軸無功電流給定值設(shè)置為零，然后分別對有功和無功電流進(jìn)行閉環(huán)控制， 閉環(huán)控制輸出值用于SVPWM調(diào)制，最終產(chǎn)生驅(qū)動脈沖。上述各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，各部件的結(jié)構(gòu)和連接方式都是可以有所變化的，在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，凡根據(jù)本發(fā)明原理對個別部件的連接和結(jié)構(gòu)進(jìn)行的改進(jìn)和等同變換，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求
1.一種混合并聯(lián)型高壓直流牽引供電變流裝置，其特征在于它包括一套PWM整流機(jī)組和一套二極管整流機(jī)組，所述PWM整流機(jī)組的輸入端和二極管整流機(jī)組的輸入端均連接交流電網(wǎng)，所述PWM整流機(jī)組的輸出端和二極管整流機(jī)組的輸出端并聯(lián)后，實(shí)現(xiàn)高壓直流輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的一種混合并聯(lián)型高壓直流牽引供電變流裝置，其特征在于所述PWM整流機(jī)組包括一個多繞組變壓器、若干個PWM整流器單元和若干個控制單元，所述多繞組變壓器由一個原邊繞組和多個副邊繞組構(gòu)成，所述PWM整流器單元的個數(shù)與所述多繞組變壓器副邊繞組數(shù)呈對應(yīng)設(shè)置；所述多繞組變壓器原邊繞組接所述交流電網(wǎng)，每個副邊繞組連接一個所述PWM整流器單元，各所述PWM整流器單元直流輸出端順次串聯(lián)，并且每個所述PWM整流器單元均連接一個所述控制單元，所述控制單元控制所述PWM整流器單元工作。
3.如權(quán)利要求2所述的一種混合并聯(lián)型高壓直流牽引供電變流裝置，其特征在于每個所述控制單元均由四個數(shù)據(jù)采集單元、一個電流環(huán)控制單元、一個鎖相單元、一個電壓環(huán)控制單元和一個脈沖產(chǎn)生單元構(gòu)成；第一個所述數(shù)據(jù)采集單元將采集到的所述PWM整流器單元兩相交流電流傳輸至所述電流環(huán)控制單元，第二個所述數(shù)據(jù)采集單元將采集到的所述多繞組變壓器的原邊繞組電壓經(jīng)所述鎖相單元傳輸至所述電流環(huán)控制單元，第三個、第四個所述數(shù)據(jù)采集單元分別將采集到的所述PWM整流器單元的直流電壓和直流電流傳輸至所述電壓環(huán)控制單元；所述電壓環(huán)控制單元將直流空載電壓給定值減去直流電流與下垂斜率的乘積后并進(jìn)行PI運(yùn)算，得到的電流值輸入所述電流環(huán)控制單元內(nèi)；傳輸至所述電流環(huán)控制單元內(nèi)的各路電壓、電流信號進(jìn)行坐標(biāo)變換及PI運(yùn)算處理后，經(jīng)所述脈沖產(chǎn)生單元轉(zhuǎn)換成驅(qū)動脈動信號后，返回至所述PWM整流器單元實(shí)現(xiàn)對其控制。
4.如權(quán)利要求2或3所述的一種混合并聯(lián)型高壓直流牽引供電變流裝置，其特征在于 所述PWM整流器單元包括功率器件和直流支撐電容，所述PWM整流器單元采用兩電平或三電平三相電壓型PWM整流器主電路。
5.如權(quán)利要求4所述的一種混合并聯(lián)型高壓直流牽引供電變流裝置，其特征在于所述功率器件采用IGBT功率模塊，所述直流支撐電容采用金屬薄膜電容。
6.如權(quán)利要求1 5任意一項所述的一種混合并聯(lián)型高壓直流牽引供電變流裝置，其特征在于所述二極管整流機(jī)組包括一個移相變壓器和若干個二極管整流器單元，所述移相變壓器由一個原邊繞組和多個副邊繞組構(gòu)成，所述二極管整流器單元的個數(shù)與所述移相變壓器的副邊繞組數(shù)呈對應(yīng)設(shè)置；所述移相變壓器原邊繞組接所述交流電網(wǎng)，每個副邊繞組連接一個所述二極管整流器單元，各所述二極管整流器單元直流輸出端順次串聯(lián)。
7.如權(quán)利要求6所述的一種混合并聯(lián)型高壓直流牽引供電變流裝置，其特征在于所述移相變壓器的各副邊繞組均采用延邊三角形連接方式。
8.實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1 7任意一項所述混合并聯(lián)型高壓直流牽引供電變流裝置的控制方法，其包括如下步驟 (1)首先在電壓環(huán)控制單元進(jìn)行電壓環(huán)控制，由第四個和第三個數(shù)據(jù)采集單元將分別采集到的PWM整流器單元的直流電流Id。和直流電壓Udc均輸入至電壓環(huán)控制單元，直流電流Id。與預(yù)先設(shè)定的下垂斜率Kdp相乘后與直流空載電壓給定值Uk相減后，與直流電壓Udc 相減并進(jìn)行PI運(yùn)算，得到電流環(huán)控制單元的d軸有功電流給定值< ；(2)第二個數(shù)據(jù)采集單元采集多繞組變壓器原邊繞組電壓互感器輸出的兩相交流電網(wǎng)電壓 和％，并由鎖相單元進(jìn)行鎖相，得到電網(wǎng)電壓同步角θ ；(3)第一個數(shù)據(jù)采集單元將采集到的PWM整流器單元的兩相交流電流ia和ib輸入電流環(huán)控制單元內(nèi)，將其轉(zhuǎn)換到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下得到id和i,；(4)將同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下得到的d、q軸電流id和i,分別與電流給定值^和^相減，并對其差值分別進(jìn)行PI運(yùn)算，得到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下脈寬調(diào)制電壓Ud、Uq ；(5)將同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系電壓UdWtl轉(zhuǎn)換到靜止坐標(biāo)系后輸入脈沖產(chǎn)生單元，并采用三電平空間矢量脈寬調(diào)制算法產(chǎn)生各IGBT開關(guān)管的PWM脈沖信號，實(shí)現(xiàn)對PWM整流器單元的控制。
9.如權(quán)利要求8所述的一種混合并聯(lián)型高壓直流牽引供電變流控制方法，其特征在于各所述PWM整流器單元均采用基于負(fù)載電流前饋的外特性下垂控制方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種混合并聯(lián)型高壓直流牽引供電變流裝置及控制方法，其特征在于它包括一套PWM整流機(jī)組和一套二極管整流機(jī)組，所述PWM整流機(jī)組的輸入端和二極管整流機(jī)組的輸入端均連接交流電網(wǎng)，所述PWM整流機(jī)組的輸出端和二極管整流機(jī)組的輸出端并聯(lián)后，實(shí)現(xiàn)高壓直流輸出。本發(fā)明由于采用PWM整流器單元與二極管整流器單元串聯(lián)，提高了整個變流裝置直流輸出電壓，延長供電距離，降低接觸網(wǎng)損耗。同時，減少了設(shè)備投資，提高了系統(tǒng)的可靠性。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)中。
文檔編號H02M7/04GK102394557SQ20111026355
公開日2012年3月28日 申請日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月6日
發(fā)明者張鋼, 柴建云, 牟富強(qiáng) 申請人:北京千駟馭電氣有限公司, 清華大學(xué)