專利名稱：牽引逆變器控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及逆變器控制技術(shù)，尤其涉及一種牽引逆變器控制裝置。
背景技術(shù)：
大功率電力機車主要是指軸功率在1200KW或1600KW等級的干線貨運或客運電力機車，其牽引逆變器主要用于給牽引電機提供電源，滿足機車牽引特性和基本控制功能的需要。牽引逆變器控制算法主要分為牽引電機特性控制、粘著控制和基本功能控制等。牽引電機控制算法主要有轉(zhuǎn)差頻率控制、直接轉(zhuǎn)矩控制和矢量控制等。轉(zhuǎn)差頻率控制是基于電機穩(wěn)態(tài)模型的控制算法，動態(tài)響應(yīng)較慢。直接轉(zhuǎn)矩控制對牽引電機的電磁轉(zhuǎn)矩直接進(jìn)·行控制，沒有電流閉環(huán)控制，電流諧波較大易導(dǎo)致電機溫度偏高。矢量控制是基于直流電機模型對交流電機進(jìn)行解耦控制，對輸出脈沖進(jìn)行調(diào)制，因此動態(tài)響應(yīng)快且電流諧波小且可控。目前應(yīng)用矢量控制技術(shù)的主要有西門子公司的HXDl型、阿爾斯通公司的HXD2型、東芝公司的HXD2C型和HXD3型電力機車。國內(nèi)公司中國南車應(yīng)用于牽引逆變器控制的算法主要為直接轉(zhuǎn)矩控制?，F(xiàn)有的基于矢量控制技術(shù)的牽引逆變器控制算法一般包括脈寬調(diào)制算法、牽引電機控制算法和機車速度控制算法。其中，脈寬調(diào)制算法使用了分段同步調(diào)制方法，根據(jù)機車速度將牽引逆變器全速度范圍分為異步調(diào)制、同步調(diào)制、過調(diào)制、3分頻和方波等。牽引電機控制算法采用基于轉(zhuǎn)矩控制的矢量控制算法，使用了較為單一的間接矢量控制系統(tǒng)的基本控制結(jié)構(gòu)，包括電流調(diào)節(jié)環(huán)、解耦單元、磁鏈觀測和脈寬調(diào)制單元等。機車速度控制算法采用單軸控制的方法，各軸的牽引逆變器采集機車給定速度和相應(yīng)本軸的速度進(jìn)行速度閉環(huán)控制，采用防滑防空轉(zhuǎn)控制算法對牽引力給定值進(jìn)行修正。上述基于矢量控制技術(shù)的牽引逆變器控制算法的存在以下幾點缺點(I)脈寬調(diào)制算法較為復(fù)雜，進(jìn)入同步調(diào)制區(qū)后使用了過調(diào)制算法，需要進(jìn)行較多的非線性處理，增加了算法實施難度和處理器的負(fù)擔(dān)。(3)牽引電機控制算法中沒有轉(zhuǎn)速開環(huán)控制策略，無法單獨驗證開環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定，無法單獨驗證脈寬調(diào)制算法的正確性，在試驗過程中也無法作為陪試設(shè)備進(jìn)行速度控制，對相關(guān)試驗環(huán)境進(jìn)行考核。另外，牽引電機控制算法采用的矢量控制算法結(jié)構(gòu)單一，由于牽引電機在全速度范圍內(nèi)的特性變化較大，僅使用電流閉環(huán)控制難以達(dá)到完全解耦的效果，且進(jìn)入恒功區(qū)后的牽引逆變器輸出電壓基本恒定，電流調(diào)節(jié)失去作用。(4)機車速度控制算法為基于單軸控制，由于車輪磨損等原因?qū)?dǎo)致每軸檢測的速度有一定的偏差，因此可能出現(xiàn)同一時刻下，機車的部分軸處于牽引工況、部分軸處于制動工況的現(xiàn)象，對于基本邏輯和節(jié)能控制均是不合理的。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供一種用于牽引逆變器控制裝置，以克服上述各缺陷，提高控制性倉泛。本實用新型是提供一種牽引逆變器控制裝置，包括用于配置參數(shù)并依據(jù)參數(shù)調(diào)用相應(yīng)的控制模塊的參數(shù)配置及控制模塊；用于依據(jù)接收的調(diào)用指令執(zhí)行開環(huán)恒壓頻比控制并輸出經(jīng)控制后的電壓信號的開環(huán)恒壓頻比控制模塊；用于依據(jù)接收的調(diào)用指令執(zhí)行矢量控制并輸出經(jīng)控制后的電壓信號的矢量控制模塊；以及用于對所述開環(huán)恒壓頻比控制模塊和所述矢量控制模塊輸出的電壓信號進(jìn)行脈寬調(diào)制控制，輸出經(jīng)調(diào)制后的脈沖信號的脈寬調(diào)制模塊；其中，所述參數(shù)配置及控制模塊的控制指令輸出端分別與所述開環(huán)恒壓頻比控制模塊和所述矢量控制模塊通信連接，所述開環(huán)恒壓頻比控制模塊和所述矢量控制模塊的信號輸出端與所述脈寬調(diào)制模塊的信號輸入端通信連接。如上所述的牽引逆變器控制裝置，其中，所述矢量控制模塊包括用于實時檢測電機的轉(zhuǎn)速，并在所述轉(zhuǎn)速小于第一預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速時調(diào)用磁鏈開環(huán)控制子模塊，在所述轉(zhuǎn)速大于所述第一預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速小于第二預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速時調(diào)用磁鏈閉環(huán)控制子模塊，在所述轉(zhuǎn)速大于所述第二預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速時調(diào)用標(biāo)量控制子模塊的電機速度檢測及控制子模塊；用于依據(jù)接收的調(diào)用指令執(zhí)行磁鏈開環(huán)控制并輸出經(jīng)控制后的電壓信號的磁鏈開環(huán)控制子模塊；用于依據(jù)接收的調(diào)用指令執(zhí)行磁鏈閉環(huán)控制并輸出經(jīng)控制后的電壓信號的磁鏈閉環(huán)控制子模塊；以及用于依據(jù)接收的調(diào)用指令執(zhí)行標(biāo)量控制并輸出經(jīng)控制后的電壓信號的標(biāo)量控制子模塊；其中，所述電機速度檢測及控制子模塊的控制指令輸出端分別與所述磁鏈開環(huán)控制子模塊、所述磁鏈閉環(huán)控制子模塊和所述標(biāo)量控制子模塊的控制指令輸入端相連。如上所述的牽引逆變器控制裝置，還包括用于采樣牽引電路中的電壓和電流參數(shù)，并對采樣的參數(shù)進(jìn)行數(shù)字化處理的采樣模塊；用于實時監(jiān)測控制指令和狀態(tài)信息的檢測模塊；用于依據(jù)采樣的電壓和電流信息以及實時監(jiān)測的控制指令或狀態(tài)信息判斷電機是否滿足啟動條件，若不滿足進(jìn)入停機處理過程的判定模塊；所述采樣模塊的采樣信息輸出端與開環(huán)恒壓頻比控制模塊和/或矢量控制模塊通信連接，同時還與所述判定模塊通信連接；所述檢測模塊的監(jiān)測信息輸出端與開環(huán)恒壓頻比控制模塊和/或矢量控制模塊通信連接；同時還與所述判定模塊通信連接。本實用新型的技術(shù)效果是本實用新型提出的控制裝置適用于大功率電力機車牽弓I逆變器控制。該控制裝置提供了開環(huán)恒壓頻比控制和矢量控制兩種控制策略，通過配置相應(yīng)參數(shù)可進(jìn)行選擇。當(dāng)采用開環(huán)恒壓頻比控制時本實用新型不僅可以用來單獨驗證開環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和脈寬調(diào)制算法的正確性，還可以在試驗過程中作為陪試設(shè)備進(jìn)行速度控制，對相關(guān)試驗環(huán)境進(jìn)行考核。當(dāng)采用矢量控制時本實用新型可有效地提高牽引電機的控制性能。

圖I為本實用新型提供的牽引逆變器控制裝置實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型提供的牽引逆變器控制裝置實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型提供的牽引逆變器控制裝置實施例一的工作流程示意圖；圖4為本實用新型提供的牽引逆變器控制裝置實施例二的工作流程示意圖；圖5為本實用新型提供的實施例中全速度范圍的矢量控制算法的原理圖；圖6為牽引特性曲線的一具體實例示意圖。
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型所述的牽引逆變器控制裝置實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例所述牽引逆變器控制裝置包括參數(shù)配置及控制模塊I、開環(huán)恒壓頻比控制模塊2、矢量控制模塊3和脈寬調(diào)制模塊4。所述參數(shù)配置及控制模塊I的控制指令輸出端分別與所述開環(huán)恒壓頻比控制模塊2和所述矢量控制模塊3通信連接，所述開環(huán)恒壓頻比控制模塊2和所述矢量控制模塊3的信號輸出端與所述脈寬調(diào)制模塊4的信號輸入端通信連接。所述參數(shù)配置及控制模塊I用于配置參數(shù)，依據(jù)參數(shù)調(diào)用相應(yīng)的控制模塊。所述開環(huán)恒壓頻比控制模塊2用于依據(jù)接收的調(diào)用指令執(zhí)行開環(huán)恒壓頻比控制并輸出經(jīng)控制后的電壓信號。所述矢量控制模塊3用于依據(jù)接收的調(diào)用指令執(zhí)行矢量控制并輸出經(jīng)控制后的電壓信號。所述脈寬調(diào)制模塊4用于對所述開環(huán)恒壓頻比控制模塊和所述矢量控制模塊輸出的電壓信號進(jìn)行脈寬調(diào)制控制，輸出經(jīng)調(diào)制后的脈沖信號。其中，所述電壓信號包括電壓幅值信息和角度信息。本實施例所述的牽引逆變器控制裝置可通過配置相應(yīng)參數(shù)選擇開環(huán)恒壓頻比控制和矢量控制這兩種控制策略，解決了背景技術(shù)中的缺點，有效地提供了控制性能，減小了控制的動態(tài)響應(yīng)時間。如圖2所示，本實用新型提供的牽引逆變器控制裝置實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖?；趯嵤├唬緦嵤├兴龅氖噶靠刂颇K包括電機速度檢測及控制子模塊301、磁鏈開環(huán)控制子模塊302、磁鏈閉環(huán)控制子模塊303和標(biāo)量控制子模塊304。所述電機速度檢測及控制子模塊301的控制指令輸出端分別與所述磁鏈開環(huán)控制子模塊302、所述磁鏈閉環(huán)控制子模塊303和所述標(biāo)量控制子模塊304的控制指令輸入端相連。其中，所述電機速度檢測及控制子模塊301用于實時檢測電機的轉(zhuǎn)速，并在所述轉(zhuǎn)速小于第一預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速時調(diào)用磁鏈開環(huán)控制子模塊，在所述轉(zhuǎn)速大于所述第一預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速小于第二預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速時調(diào)用磁鏈閉環(huán)控制子模塊，在所述轉(zhuǎn)速大于所述第二預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速時調(diào)用標(biāo)量控制子模塊。所述磁鏈開環(huán)控制子模塊302用于依據(jù)接收的調(diào)用指令執(zhí)行磁鏈開環(huán)控制并輸出經(jīng)控制后的電壓信號。所述磁鏈閉環(huán)控制子模塊303用于依據(jù)接收的調(diào)用指令執(zhí)行磁鏈閉環(huán)控制并輸出經(jīng)控制后的電壓信號。所述標(biāo)量控制子模塊304用于依據(jù)接收的調(diào)用指令執(zhí)行標(biāo)量控制并輸出經(jīng)控制后的電壓信號。本實施例矢量控制模塊可依據(jù)電機的轉(zhuǎn)速采用不同的控制子模塊，有效地克服了背景技術(shù)中第二個缺點，提高了牽引電機的控制性能。進(jìn)一步地，基于上述各實施例，本實施例提供牽引逆變控制裝置的第三個實施例。本實施例在上述各實施例的基礎(chǔ)上增設(shè)了以下幾個模塊，分別為采樣模塊、檢測模塊和判定模塊。所述采樣模塊的采樣信息輸出端與開環(huán)恒壓頻比控制模塊和/或矢量控制模塊通信連接，同時還與所述判定模塊通信連接；所述檢測模塊的監(jiān)測信息輸出端與開環(huán)恒壓頻比控制模塊和/或矢量控制模塊通信連接；同時還與所述判定模塊通信連接。其中，采樣模塊用于采樣牽引電路中的電壓和電流參數(shù)，并對采樣的參數(shù)進(jìn)行數(shù)字化處理。檢測模塊用于實時監(jiān)測控制指令和狀態(tài)信息；其中，所述控制指令包括運行方向和/或手柄級位，狀態(tài)信息包括故障狀態(tài)和/或指令狀態(tài)。判定模塊用于依據(jù)采樣的電壓和電流信息以及實時監(jiān)測的控制指 令或狀態(tài)信息判斷電機是否滿足啟動條件，若不滿足進(jìn)入停機處理過程。所述采樣模塊和所述檢測模塊可為其他模塊提供執(zhí)行控制過程時所需的相關(guān)信息,還能夠在電機啟動時提供啟動條件的判定依據(jù)。所述判定模塊可在電機不能正常啟動時及時進(jìn)入停機處理過程，避免誤操作。為幫助理解本實用新型所述牽引逆變器控制裝置的工作原理，下面分別對上述各實施例的工作過程作詳細(xì)的說明。如圖3所述，本實用新型提供的牽引逆變器控制裝置的實施例一的工作流程示意圖。包括步驟SI、配置參數(shù)，依據(jù)所述參數(shù)進(jìn)入開環(huán)恒壓頻比控制或矢量控制；步驟S2、對經(jīng)上述步驟SI后輸出的電壓信號進(jìn)行脈寬調(diào)制控制；其中，步驟SI中所述的開環(huán)恒壓頻比控制，如下實現(xiàn)步驟S101、依據(jù)設(shè)定斜率進(jìn)行給定頻率的爬升指令輸入；步驟S102、依據(jù)輸入的給定頻率的爬升指令分別計算出對應(yīng)的電壓信號，所述電壓信號包括電壓幅值信息和角度信息；步驟S2中所述的矢量控制，如下實現(xiàn)步驟S103、判斷是否有定速控制指令，是，采集機車實際速度信號和給定速度值，并依據(jù)所述速度信號和給定速度值計算得出給定轉(zhuǎn)矩值；否則，依據(jù)牽引特性曲線計算出給定轉(zhuǎn)矩值；其中，所述牽引特性曲線為各機車牽引單元的固有特性，可通過實驗過程來獲得，如圖6所示。步驟S104、基于粘著控制算法對給定轉(zhuǎn)矩值進(jìn)行修正；步驟S105、基于全速度范圍的矢量控制算法依據(jù)經(jīng)修正后的所述給定轉(zhuǎn)矩值計算出電壓信號；所述電壓信號包括電壓幅值信息和角度信息。本實施例提供了開環(huán)恒壓頻比控制和矢量控制兩種控制策略，可通過配置相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行選擇以滿足試驗或運營的需要，具有很好的適用性；此外采用本實施例提供的控制裝置能有效地提高牽引電機的控制性能，并通過定速控制避免了同一時刻下機車的部分軸處于牽引工況、部分軸處于制動工況的現(xiàn)象發(fā)生。此外，在實際應(yīng)用時，所述的配置參數(shù)復(fù)位有效，這樣就可以依據(jù)實際的需求在系統(tǒng)上電重啟后重新配置相應(yīng)參數(shù)，根據(jù)參數(shù)選擇相應(yīng)的控制策略。步驟S103中依據(jù)所述速度信號和給定速度值計算得出給定轉(zhuǎn)矩值，在實際應(yīng)用時可將速度信號和給定速度值輸入PI調(diào)節(jié)器來進(jìn)行計算，得出給定轉(zhuǎn)矩值。如圖4所示，本實用新型提供的牽引逆變器控制裝置的實施例二的工作流程示意圖。實施例二基于實施例一，實施例一中所述步驟S105中全速度范圍的矢量控制算法，具體實現(xiàn)如下[0052]實時監(jiān)測電機的轉(zhuǎn)速，判斷所述轉(zhuǎn)速是否小于第一預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速，若是，采用磁鏈開環(huán)控制算法；否則，繼續(xù)下一步驟；判斷所述轉(zhuǎn)速是否大于所述第一預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速小于第二預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速，若是，采用磁鏈閉環(huán)控制算法；否則，繼續(xù)下一步驟；判斷所述轉(zhuǎn)速是否大于所述第二預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速，采用標(biāo)量控制算法；否則，該轉(zhuǎn)速為異常值，返回重新監(jiān)測電機的轉(zhuǎn)速。實施例二依據(jù)電機的轉(zhuǎn)速采用不同的矢量控制方式，克服了背景技術(shù)中第二個缺點，有效地提高了牽引電機的控制性能。結(jié)合圖5所述的原理圖，本實用新型提供的牽引逆變器控制裝置各實施例中全速度范圍的矢量控制算法的實現(xiàn)過程，如下步驟a、根據(jù)設(shè)定斜率進(jìn)行給定轉(zhuǎn)矩的爬升指令輸入；
·[0058]步驟b、根據(jù)輸入的給定轉(zhuǎn)矩的爬升指令分別計算出轉(zhuǎn)矩電流給定值，將所述轉(zhuǎn)矩電流給定值和轉(zhuǎn)矩電流檢測值進(jìn)行偏差計算輸出電壓Q軸分量；本步驟中偏差計算可采用轉(zhuǎn)矩電流調(diào)節(jié)器，該轉(zhuǎn)矩電流調(diào)節(jié)器可以是比例積分調(diào)節(jié)器。步驟c、根據(jù)電機轉(zhuǎn)速和磁鏈曲線計算出磁鏈給定值，將所述磁鏈給定值和采用預(yù)設(shè)磁鏈觀測模型觀測的磁鏈觀測值經(jīng)磁鏈調(diào)節(jié)器計算得出勵磁電流給定值；將所述勵磁電流給定值和勵磁電流檢測值進(jìn)行偏差計算輸出電壓D軸分量；本步驟中所述偏差計算可采用勵磁電流調(diào)節(jié)器，該勵磁電流調(diào)節(jié)器可以是比例積分調(diào)節(jié)器。步驟d、將上述的電壓Q軸分量和電壓D軸分量分別和相應(yīng)的前饋電壓相加后經(jīng)坐標(biāo)變換得到輸出電壓的幅值和角度；其中，所述電機全速度范圍劃分為三個轉(zhuǎn)速范圍，所述預(yù)設(shè)磁鏈觀測模型在所述電機轉(zhuǎn)速處于不同轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)采用不同的磁鏈觀測模型。Q軸和D軸的定義在交流電機控制中，為了能夠得到類似直流電機的控制特性，在電機轉(zhuǎn)子上建立了一個坐標(biāo)系，此坐標(biāo)系與轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)動，取轉(zhuǎn)子磁場方向為D軸，垂直于轉(zhuǎn)子磁場方向為Q軸。實施例二中全速度范圍的矢量控制算法是對控制算法的橫向劃分，對應(yīng)不同的轉(zhuǎn)速范圍采用不同的控制以提高控制性能。而圖5所述的全速度范圍的矢量控制算法是對控制算法的縱向劃分，對應(yīng)不同的轉(zhuǎn)速范圍基本上都采用圖5所示的算法，不同只在于處于不同轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的預(yù)設(shè)磁鏈觀測模型應(yīng)采用不同的磁鏈觀測模型，計算勵磁電流給定值的計算方式不同。如圖4所示，本實用新型牽引逆變器控制裝置實施例三，本實施例基于上述各實施例的基礎(chǔ)上，在所述步驟SI之前,還包括步驟S' 101、采樣牽引電路中的電壓和電流信息，并對采樣的信息進(jìn)行數(shù)字化處理；步驟S' 102、實時監(jiān)測控制指令和狀態(tài)信息；其中，所述控制指令包括運行方向和/或手柄級位，狀態(tài)信息包括故障狀態(tài)和/或指令狀態(tài)；步驟S' 103、依據(jù)采樣的電壓和電流信息以及實時監(jiān)測的控制指令或狀態(tài)信息，判斷電機是否滿足啟動條件，若不滿足，進(jìn)入停機處理過程；否則，執(zhí)行后續(xù)步驟。步驟S' 101和S' 102的設(shè)置是為了提供后續(xù)步驟中所需相關(guān)信息，并且還能夠在電機啟動時提供啟動條件的判定依據(jù)。步驟S' 103的設(shè)置是為了在電機不能正常啟動時及時進(jìn)入停機處理過程，避免誤操作。優(yōu)選地，上述各實施例中所述的脈寬調(diào)制控制，可采用如下步驟實現(xiàn)步驟S201、設(shè)置4個依次增大的切換速度值,分別為第一速度值、第二速度值、第三速度值和第四速度值，從所述第一速度值至所述第四速度值依次增大；步驟S202、小于第一速度點之前的速度區(qū)間采用異步調(diào)制；步驟S203、第一速度點至第二速度點之間的速度區(qū)間采用15分頻同步調(diào)制； 步驟S204、第二速度點至第三速度點之間的速度區(qū)間采用7分頻同步調(diào)制；步驟S205、第三速度點至第四速度點之間的速度區(qū)間采用3分頻同步調(diào)制； 步驟S206、第四速度點以后的速度區(qū)間采用方波調(diào)制。上述過程的脈寬調(diào)制控制方法，克服了背景技術(shù)中的第一缺陷，采用了分段同步調(diào)制方式，在牽引逆變器輸出的整個頻率范圍內(nèi)使用異步調(diào)制、15分頻同步調(diào)制、7分頻同步調(diào)制、3分頻同步調(diào)制和方波調(diào)制方法。此外，在各調(diào)制方式之間最好使用平滑過渡策略和滯環(huán)控制。其中平滑過渡策略是基于對切換點進(jìn)行條件選擇以保證過渡過程無電流沖擊。滯環(huán)控制是一種應(yīng)用很廣的閉環(huán)電流跟蹤控制方法，通常以響應(yīng)速度快和結(jié)構(gòu)簡單而著稱。在各種變流器控制系統(tǒng)中，滯環(huán)控制單元一般同時兼有兩種功能，一則作為閉環(huán)電流調(diào)節(jié)器，二則起著PWM調(diào)制器的作用，將電流參考信號裝換為相應(yīng)的開關(guān)指令信號。本實用新型中所述的滯環(huán)控制可采用現(xiàn)有技術(shù)中的滯環(huán)控制理論來實現(xiàn)，在每個切換速度點處均設(shè)置一個滯環(huán)控制帶，各切換速度點和滯環(huán)寬度通過參數(shù)進(jìn)行配置。此外，這里需要說明的是上述各速度點可依據(jù)電機速度和功率模塊允許的最大開關(guān)頻率開設(shè)定。最后應(yīng)說明的是以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的范圍。
權(quán)利要求1.一種牽引逆變器控制裝置，其特征在于，包括 用于配置參數(shù)并依據(jù)參數(shù)調(diào)用相應(yīng)的控制模塊的參數(shù)配置及控制模塊； 用于依據(jù)接收的調(diào)用指令執(zhí)行開環(huán)恒壓頻比控制并輸出經(jīng)控制后的電壓信號的開環(huán)恒壓頻比控制模塊； 用于依據(jù)接收的調(diào)用指令執(zhí)行矢量控制并輸出經(jīng)控制后的電壓信號的矢量控制模塊；以及 用于對所述開環(huán)恒壓頻比控制模塊和所述矢量控制模塊輸出的電壓信號進(jìn)行脈寬調(diào) 制控制，輸出經(jīng)調(diào)制后的脈沖信號的脈寬調(diào)制模塊； 其中，所述參數(shù)配置及控制模塊的控制指令輸出端分別與所述開環(huán)恒壓頻比控制模塊和所述矢量控制模塊通信連接，所述開環(huán)恒壓頻比控制模塊和所述矢量控制模塊的信號輸出端與所述脈寬調(diào)制模塊的信號輸入端通信連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的牽引逆變器控制裝置，其特征在于，所述矢量控制模塊包括 用于實時檢測電機的轉(zhuǎn)速，并在所述轉(zhuǎn)速小于第一預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速時調(diào)用磁鏈開環(huán)控制子模塊，在所述轉(zhuǎn)速大于所述第一預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速小于第二預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速時調(diào)用磁鏈閉環(huán)控制子模塊，在所述轉(zhuǎn)速大于所述第二預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速時調(diào)用標(biāo)量控制子模塊的電機速度檢測及控制子模塊； 用于依據(jù)接收的調(diào)用指令執(zhí)行磁鏈開環(huán)控制并輸出經(jīng)控制后的電壓信號的磁鏈開環(huán)控制子1吳塊； 用于依據(jù)接收的調(diào)用指令執(zhí)行磁鏈閉環(huán)控制并輸出經(jīng)控制后的電壓信號的磁鏈閉環(huán)控制子模塊；以及 用于依據(jù)接收的調(diào)用指令執(zhí)行標(biāo)量控制并輸出經(jīng)控制后的電壓信號的標(biāo)量控制子模塊； 其中，所述電機速度檢測及控制子模塊的控制指令輸出端分別與所述磁鏈開環(huán)控制子模塊、所述磁鏈閉環(huán)控制子模塊和所述標(biāo)量控制子模塊的控制指令輸入端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的牽引逆變器控制裝置，其特征在于，還包括 用于采樣牽引電路中的電壓和電流參數(shù)，并對采樣的參數(shù)進(jìn)行數(shù)字化處理的采樣模塊； 用于實時監(jiān)測控制指令和狀態(tài)信息的檢測模塊； 用于依據(jù)采樣的電壓和電流信息以及實時監(jiān)測的控制指令或狀態(tài)信息判斷電機是否滿足啟動條件，若不滿足進(jìn)入停機處理過程的判定模塊； 所述采樣模塊的采樣信息輸出端與開環(huán)恒壓頻比控制模塊和/或矢量控制模塊通信連接，同時還與所述判定模塊通信連接；所述檢測模塊的監(jiān)測信息輸出端與開環(huán)恒壓頻比控制模塊和/或矢量控制模塊通信連接；同時還與所述判定模塊通信連接。
專利摘要本實用新型提供一種牽引逆變器控制裝置。其中牽引逆變器控制裝置包括參數(shù)配置及控制模塊、開環(huán)恒壓頻比控制模塊、矢量控制模塊和脈寬調(diào)制模塊。參數(shù)配置及控制模塊用于配置參數(shù)，依據(jù)參數(shù)調(diào)用相應(yīng)的控制模塊。開環(huán)恒壓頻比控制模塊用于依據(jù)接收的調(diào)用指令執(zhí)行開環(huán)恒壓頻比控制并輸出經(jīng)控制后的電壓信號。矢量控制模塊用于依據(jù)接收的調(diào)用指令執(zhí)行矢量控制并輸出經(jīng)控制后的電壓信號。脈寬調(diào)制模塊用于對接收到的電壓信號進(jìn)行脈寬調(diào)制控制輸出經(jīng)調(diào)制后的脈沖信號。本實用新型具有較高的控制性能和較好的動態(tài)響應(yīng)性能。
文檔編號H02P21/13GK202424614SQ20112056341
公開日2012年9月5日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者周明磊, 徐從謙, 李婷婷, 楊冬, 王琛琛 申請人:中國北車股份有限公司大連電力牽引研發(fā)中心