專利名稱：一種保持再生過電分相中間直流電壓穩(wěn)定的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及交流傳動的電力機車或動車組控制，尤其是采用交流傳動系統(tǒng)的電力機車或動車組再生過電分相控制檢索領域。
背景技術：
電力機車(動車組)過電分相的方法有多種，早期列車速度較慢，通常采用手動過電分相，在分相區(qū)設有分相標志指揮司機過電分相操作。到中性段前，司機先將牽引級位降到0，斷開輔助系統(tǒng)，再將牽引變壓器的原邊的主斷路器斷開，使機車不帶電通過中性段。 機車進入下一相供電臂的供電區(qū)后，司機合上主斷路器、并啟動輔助系統(tǒng)、逐步恢復牽引級位。手動過電分相司機勞動強度大，在過分相時必須由司機斷電，如果沒斷電過電分相，在進入中性段時牽引網(wǎng)與受電弓會產生過電壓拉弧，燒壞牽引網(wǎng)和受電弓，甚至兩相短路等嚴重事故，隨著列車運行速度的不斷提高這一問題將更為突出。目前，電力機車(動車組)通常采用自動過電分相方法，主要有二種方法地面自動過分相和車上自動過分相。車上過電分相是一種常見的過電分相方式，其中再生過電分相又是車上過電分相經(jīng)常采用的一種方式。圖I給出了一種過電分相地感應器埋設示意圖，在離分相區(qū)兩端約60m處的線路上左、右各埋I塊磁鐵，一個分相區(qū)只需要4塊磁鐵，列車運行時，只有一側的預告信號起作用。列車頭部靠近鐵軌處左右各設I個感應器，當列車頭部通過磁鐵時，感應器接收到信號，再由感應器向列車微機控制系統(tǒng)發(fā)送IlOV電平的預告信號。列車微機控制系統(tǒng)在收到該預告信號后延遲一定時間，向感應器發(fā)出一個20ms 寬、IlOV電平的復位信號，使感應器復位，預告信號隨之消失。所延遲的時間用于完成對預告信號的確認，并留有一定裕量。圖2是過分相信號的時序圖。圖3給出了交流傳動系統(tǒng)的結構示意圖，電力機車或動車組通過受電弓從25kV的交流接觸網(wǎng)取流，通過主斷路器等相關設備后由牽引變壓器I降壓，經(jīng)脈沖整流器2整流后在中間直流環(huán)節(jié)3變成直流電壓，直流電壓再由牽引逆變器4逆變?yōu)槿嘟涣麟姽恳姍CM3使用。牽引變流器(圖3中脈沖整流器2、中間直流環(huán)節(jié)3、牽引逆變器4合稱牽引變流器)的控制單元負責信號的采集、計算，并根據(jù)控制策略計算發(fā)出相應的驅動脈沖驅動變流器的開關器件。輔助供電系統(tǒng)從中間直流環(huán)節(jié)取流再生工況時，能量由牽引電機反饋至中間直流環(huán)節(jié)供給輔助供電系統(tǒng)使用；其他工況則是由脈沖整流器將牽引接觸網(wǎng)的電壓整成直流，供給輔助供電系統(tǒng)使用。再生過電分相期間，脈沖整流器封鎖脈沖，牽引電機向中間直流環(huán)節(jié)反饋能量，維持其穩(wěn)定。由于牽引電機將列車的動能轉化成電能的過程中存在機械損耗、銅耗、鐵耗、開關器件的損耗、二極管的導通損耗等，中間直流環(huán)節(jié)存在放電電阻，列車過電分相期間速度變化，更為重要的是輔助供電系統(tǒng)所需能量也是動態(tài)變化的，這些原因使得維持再生過電分相期間中間直流電壓穩(wěn)定成為一個難題。

發(fā)明內容
鑒于再生過電分相有上述問題需要解決，本發(fā)明的目的就是要提供一套解決方
3案，以克服現(xiàn)有技術的以上缺點。本發(fā)明的目的通過如下手段來實現(xiàn)?！N保持再生過電分相中間直流電壓穩(wěn)定的方法，在由脈沖整流器、中間直流環(huán)節(jié)、控制單元、牽引逆變器組成的牽引變流器中，電力機車通過受電弓從25kV的交流接觸網(wǎng)經(jīng)脈沖整流器整流后變成直流電壓，再由牽引逆變器逆變?yōu)槿嘟涣麟姽恳姍C使用，控制單元負責信號的采集、計算，并根據(jù)控制策略計算發(fā)出相應的驅動脈沖驅動變流器的開關器件；輔助供電系統(tǒng)從中間直流環(huán)節(jié)取流，再生工況時，能量由牽引電機反饋至中間直流環(huán)節(jié)供給輔助供電系統(tǒng)使用；其他工況時則是由脈沖整流器將牽引接觸網(wǎng)的電壓整成直流，供給輔助供電系統(tǒng)使用；其特征在于，在列車控制系統(tǒng)接收到地面過電分相進入電分相預告信號并確認信號列車進行降級相關操作后，控制系統(tǒng)控制牽引電機轉入再生狀態(tài)時，牽引電機的再生轉矩由主控制器切換至輔助PI控制器給定；所述輔助PI控制器的輸入是中間直流電壓的參考值與給定值之差，其輸出是牽引電機的給定轉矩。交流傳動系統(tǒng)再生通過電分相后，在列車控制系統(tǒng)接收到地面過電分相出電分相信號并確認信號后，進行相關操作隨后解除牽引變流器的脈沖封鎖時，控制系統(tǒng)將牽引電機的轉矩給定從本發(fā)明采用的PI控制切換至主控制器，隨后轉入正常工況。采用本發(fā)明的方法，可以實現(xiàn)再生過電分相時中間直流電壓的穩(wěn)定，降低再投入時的沖擊，提高牽引傳動系統(tǒng)的性能。


附圖I是一種過電分相地感應器埋設示意圖附圖2是預告信號與復位信號時序圖附圖3是牽引變流器結構示意圖附圖4是本發(fā)明提出的穩(wěn)定中間直流電壓的方法
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明的實施作進一步的描述。在附圖4中，交流傳動系統(tǒng)再生過電分相，在列車控制系統(tǒng)接收到地面過電分相進入電分相預告信號并確認信號后，列車進行降級等相關操作后，控制系統(tǒng)控制牽引電機轉入再生狀態(tài)，牽引電機的給定轉矩由傳統(tǒng)的給定方式切換至本發(fā)明新增的輔助PI控制器給定。設中間直流環(huán)節(jié)的參考電壓為<，實際值為Ud。，則edc =Udc-Udc
權利要求
1.一種保持再生過電分相中間直流電壓穩(wěn)定的方法，在由脈沖整流器、中間直流環(huán)節(jié)、 控制單元、牽引逆變器組成的牽引變流器中，電力機車通過受電弓從25kV的交流接觸網(wǎng)經(jīng)脈沖整流器整流后變成直流電壓，再由牽引逆變器逆變?yōu)槿嘟涣麟姽恳姍C使用，控制單元負責信號的采集、計算，并根據(jù)控制策略計算發(fā)出相應的驅動脈沖驅動變流器的開關器件；輔助供電系統(tǒng)從中間直流環(huán)節(jié)取流，再生工況時，能量由牽引電機反饋至中間直流環(huán)節(jié)供給輔助供電系統(tǒng)使用；其他工況時則是由脈沖整流器將牽引接觸網(wǎng)的電壓整成直流，供給輔助供電系統(tǒng)使用；其特征在于，在列車控制系統(tǒng)接收到地面過電分相進入電分相預告信號并確認信號列車進行降級相關操作后，控制系統(tǒng)控制牽引電機轉入再生狀態(tài)時， 牽引電機的再生轉矩由主控制器切換至輔助PI控制器給定；所述輔助PI控制器的輸入是中間直流電壓的參考值與給定值之差，其輸出是牽引電機的給定轉矩。
2.根據(jù)權利要求I所述的保持再生過電分相中間直流電壓穩(wěn)定的方法，所述輔助PI控制器參數(shù)需要根據(jù)實際的系統(tǒng)進行調節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種交流傳動系統(tǒng)再生過電分相保持中間直流電壓穩(wěn)定的方法。交流傳動系統(tǒng)進入電分相區(qū)，控制系統(tǒng)接收到進入電分相預告信號并將牽引電機切換到再生狀態(tài)，牽引電機的再生轉矩是由中間直流電壓參考值與實際值之差經(jīng)過PI控制器得到的，該PI控制器的參數(shù)需要根據(jù)實際的系統(tǒng)進行調節(jié)。采用本發(fā)明的方法，可以實現(xiàn)交流傳動系統(tǒng)在再生過電分相期間根據(jù)輔助供電系統(tǒng)的需要，動態(tài)調節(jié)牽引電機再生轉矩的大小，實現(xiàn)中間直流環(huán)節(jié)輸入輸出功率的平衡，避免中間直流電壓的大幅波動，提高整個系統(tǒng)的性能。
文檔編號B60L9/28GK102582465SQ20121005421
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月5日 優(yōu)先權日2012年3月5日
發(fā)明者馮曉云, 宋文勝, 熊成林, 王青元, 葛興來, 韓坤 申請人:西南交通大學