動車組輔助變流器無互聯(lián)線并聯(lián)供電控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種動車組輔助變流器無互聯(lián)線并聯(lián)供電控制系統(tǒng)，包括輔助變流器功率電路和輔助變流器控制電路，輔助變流器功率電路包括多個并聯(lián)連接的逆變器功率模塊，每個輔助變流器模塊由相互串聯(lián)連接的逆變器、變壓器和LC濾波器組成；輔助變流器控制電路鎖相同步控制單元、瞬時功率計算單元、下垂控制單元、電壓閉環(huán)控制單元、和中間電壓前饋控制單元。本實用新型實現(xiàn)了動車組多個輔助變流器的并聯(lián)，增加了輔助變流器的冗余性、可靠性。
【專利說明】動車組輔助變流器無互聯(lián)線并聯(lián)供電控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及ー種鐵道車輛輔助供電系統(tǒng)，具體的說，涉及ー種動車組輔助變流器有互連線并聯(lián)供電控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]輔助變流器是鐵道車輛基本部件之一，起到向列車上的空調(diào)、電開水爐等用電設(shè)備，提供穩(wěn)定的三相、単相交流電源，改善車輛舒適性能的作用。輔助變流器主要由逆變器、充電機(jī)和蓄電池組成，這里主要涉及三相逆變器。
[0003]目前，動車組一般采用各節(jié)車廂的輔助變流器獨立供電。隨著車上用電設(shè)備的日益増加，車廂輔助變流器的容量需要相應(yīng)增加，當(dāng)輔助變流器故障吋，需要鄰車通過接觸器轉(zhuǎn)換供電，輔助變流器的冗余性、可靠性較低。將各節(jié)車廂的輔助變流器并聯(lián)，可有效提高輔助變流器的可靠性和冗余性。并聯(lián)有兩種方式，一種是有互連線的并聯(lián)，另外一種是無互聯(lián)線的并聯(lián)。
[0004]無線并聯(lián)控制，又名下垂控制，采用外特性下垂法，每個輔助變流器僅檢測本単元的輸出有功功率和無功功率，按一定算法調(diào)整本単元的輸出電壓和頻率實現(xiàn)均流，相較于有互連線控制，不會引入外界噪聲和干擾，大大提高了并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性和冗余性。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的在于提供ー種結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠的動車組輔助變流器無互聯(lián)線并聯(lián)供電控制系統(tǒng)。
[0006]本實用新型的技術(shù)方案是:一種動車組輔助變流器無互聯(lián)線并聯(lián)供電控制系統(tǒng)，包括輔助變流器功率電路和輔助變流器控制電路，輔助變流器功率電路包括多個并聯(lián)連接的逆變器功率模塊，每個輔助變流器模塊由相互串聯(lián)連接的逆變器、變壓器和LC濾波器組成；輔助變流器控制電路鎖相同步控制単元、瞬時功率計算單元、下垂控制單元、電壓閉環(huán)控制單元、和中間電壓前饋控制単元，鎖相同步控制単元的輸入端連接輔助變流器功率電路交流母線，采集三相母線電壓值，鎖相同步控制単元的電壓輸出端連接下垂控制單元的輸入端，鎖相同步控制単元的相位角輸出端一部分連接到逆變器，另一部分反饋回鎖相同步控制単元；瞬時功率計算單元的輸入端連接LC濾波器的輸出端，采集三相相電路的電流，瞬時功率計算單元的輸入端還連接輔助變流器功率電路交流母線，采集三相母線電壓值，瞬時功率計算單元的輸出端連接下垂控制單元的輸入端；下垂控制單元的輸出端連接電壓閉環(huán)控制単元的輸入端，電壓閉環(huán)控制単元的輸出端連接逆變器；中間電壓前饋控制単元的輸入端連接輔助變流器模塊的直流母線端，中間電壓前饋控制単元的輸出端連接電壓閉環(huán)控制單元的輸入端。
[0007]本實用新型的有益效果是:
[0008]本實用新型實現(xiàn)了動車組多個輔助變流器的并聯(lián)，増加了輔助變流器的冗余性、可靠性。該控制系統(tǒng)使用電壓閉環(huán)控制，控制復(fù)雜度相對降低，控制可靠性提高；該控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)各輔助變流器功率電路對母線電壓的準(zhǔn)確鎖相同歩，并聯(lián)的運行可靠性高。該控制中的使用的電壓、PQ均采用瞬時值控制，在一般的PQ下垂控制中引入中間電壓前饋控制，動態(tài)性能好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]附圖1為動車組輔助變流器無互聯(lián)線并聯(lián)供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]附圖2為本實用新型控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0011]以下結(jié)合說明書附圖對本實用新型的具體實施例做詳細(xì)說明。
[0012]如附圖1和附圖2所示
[0013]動車組輔助變流器無互聯(lián)線并聯(lián)供電控制系統(tǒng)，包括輔助變流器功率電路和輔助變流器控制電路，輔助變流器功率電路包括多個并聯(lián)連接的逆變器功率模塊，每個輔助變流器模塊由相互串聯(lián)連接的逆變器、變壓器和LC濾波器組成；輔助變流器控制電路鎖相同步控制単元1、瞬時功率計算單元2、下垂控制單元3、電壓閉環(huán)控制単元4、和中間電壓前饋控制單元5，鎖相同步控制単元I的輸入端連接輔助變流器功率電路交流母線，采集三相母線電壓值，鎖相同步控制単元I的電壓輸出端連接下垂控制單元的輸入端，鎖相同步控制単元I的相位角輸出端一部分連接到逆變器，另一部分反饋回鎖相同步控制単元I ;瞬時功率計算單元2的輸入端連接LC濾波器的輸出端，采集三相相電路的電流，瞬時功率計算單元2的輸入端還連接輔助變流器功率電路交流母線，采集三相母線電壓值，瞬時功率計算単元2的輸出端連接下垂控制單元3的輸入端；下垂控制單元3的輸出端連接電壓閉環(huán)控制単元的輸入端，電壓閉環(huán)控制単元4的輸出端連接逆變器；中間電壓前饋控制単元5的輸入端連接輔助變流器模塊的直流母線端，中間電壓前饋控制単元5的輸出端連接電壓閉環(huán)控制單元4的輸入端。
[0014]系統(tǒng)工作吋，鎖相同步控制単元I和瞬時功率計算單元2分別采集三相交流母線電壓，Ua、Ub和U。,鎖相同步控制單元利用Ua、Ub> U。和基準(zhǔn)頻率f%計算得到相角調(diào)節(jié)值0和下垂電壓調(diào)節(jié)值Utl，相角調(diào)節(jié)值反饋回鎖相同步控制単元和逆變器，用于調(diào)整逆變器相角偏差；瞬時功率計算單元2采集LC濾波器的輸出端，采集三相相電路的電流ia、ib和i。，利用三相相電路的電流ia、ib和i。以及三相交流母線電壓，Ua, Ub和U。計算逆變器的有功功率P和無功功率Q，，下垂控制單元3結(jié)合P、Q計算得到電壓調(diào)節(jié)量U%中間電壓前饋控制単元5采集逆變器直流母線端的電壓Ucpa，并計算得出中間電壓前饋控制輸出U。，電壓閉環(huán)控制単元4根據(jù)電壓調(diào)節(jié)量If和中間電壓前饋控制輸出U。，最終計算得到逆變器電壓調(diào)節(jié)值U，根據(jù)逆變器電壓調(diào)節(jié)值U和相角調(diào)節(jié)值0調(diào)節(jié)逆變器輸出，保證每個逆變器單元穩(wěn)定工作。
【權(quán)利要求】
1.一種動車組輔助變流器無互聯(lián)線并聯(lián)供電控制系統(tǒng)，其特征在于:包括輔助變流器功率電路和輔助變流器控制電路，輔助變流器功率電路包括多個并聯(lián)連接的逆變器功率模塊，每個輔助變流器模塊由相互串聯(lián)連接的逆變器、變壓器和LC濾波器組成；輔助變流器控制電路鎖相同步控制単元、瞬時功率計算單元、下垂控制單元、電壓閉環(huán)控制単元、和中間電壓前饋控制単元，鎖相同步控制単元的輸入端連接輔助變流器功率電路交流母線，采集三相母線電壓值，鎖相同步控制単元的電壓輸出端連接下垂控制單元的輸入端，鎖相同步控制単元的相位角輸出端一部分連接到逆變器，另一部分反饋回鎖相同步控制単元；瞬時功率計算單元的輸入端連接LC濾波器的輸出端，采集三相相電路的電流，瞬時功率計算単元的輸入端還連接輔助變流器功率電路交流母線，采集三相母線電壓值，瞬時功率計算単元的輸出端連接下垂控制單元的輸入端；下垂控制單元的輸出端連接電壓閉環(huán)控制單元的輸入端，電壓閉環(huán)控制単元的輸出端連接逆變器；中間電壓前饋控制単元的輸入端連接輔助變流器模塊的直流母線端，中間電壓前饋控制単元的輸出端連接電壓閉環(huán)控制單元的輸入端。
【文檔編號】H02M7/42GK203434881SQ201320569837
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月13日
【發(fā)明者】李照平, 楊東軍, 李博, 張波, 位俊雷, 張利軍, 周揚(yáng), 張曉明, 謝崢, 張艷芳 申請人:青島四方車輛研究所有限公司