一種應用于單相整流供電系統(tǒng)的逆變側(cè)二次脈動抑制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及逆變側(cè)二次脈動電壓抑制方法，具體是一種應用于單相整流供電系統(tǒng)的逆變側(cè)二次脈動抑制方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有逆變側(cè)二次脈動電壓抑制方法導致車輛的設(shè)計成本提高、故障點增多、檢修工作量加大的問題。一種應用于單相整流供電系統(tǒng)的逆變側(cè)二次脈動抑制方法，該方法是采用如下步驟實現(xiàn)的：1)對直流母線電壓進行采樣；2)對采樣得到的直流母線電壓進行三級高通濾波；對三級高通濾波后的直流母線電壓進行兩級低通濾波；3)將兩級低通濾波后的直流母線電壓存儲入數(shù)組中；4)實時計算逆變器的輸出頻率補償量；5)修正逆變器的輸出頻率補償量；6)判斷逆變器的輸出頻率補償量的修正值是否超限。本發(fā)明適用于單相整流交直交供電系統(tǒng)。
【專利說明】
一種應用于單相整流供電系統(tǒng)的逆變側(cè)二次脈動抑制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及逆變側(cè)二次脈動電壓抑制方法，具體是一種應用于單相整流供電系統(tǒng)的逆變側(cè)二次脈動抑制方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]單相整流交直交供電系統(tǒng)廣泛應用于動車、電力機車上。在實際應用中，單相整流交直交供電系統(tǒng)的直流側(cè)會不可避免地出現(xiàn)二次脈動電壓，當車輛運行于高速段，且逆變側(cè)輸出電流頻率與直流母線電壓脈動頻率接近時，該二次脈動電壓會導致單相整流交直交供電系統(tǒng)的逆變側(cè)輸出電流中耦合低頻脈動分量，由此嚴重影響電機功率的發(fā)揮，從而嚴重影響車輛的穩(wěn)定性、可靠性、舒適性。因此，為了保證車輛的性能，需要對逆變側(cè)二次脈動電壓進行抑制。現(xiàn)有的逆變側(cè)二次脈動電壓抑制方法主要是通過在單相整流交直交供電系統(tǒng)的直流側(cè)并接諧振濾波裝置來抑制逆變側(cè)二次脈動電壓。然而此種抑制方法在實際應用中存在不足:一方面會導致車輛的設(shè)計成本提高，另一方面會導致車輛的故障點增多、檢修工作量加大?；诖?，有必要發(fā)明一種全新的逆變側(cè)二次脈動電壓抑制方法，以解決現(xiàn)有逆變側(cè)二次脈動電壓抑制方法存在的上述問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有逆變側(cè)二次脈動電壓抑制方法導致車輛的設(shè)計成本提高、故障點增多、檢修工作量加大的問題，提供了一種應用于單相整流供電系統(tǒng)的逆變側(cè)二次脈動抑制方法。
[0004]本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0005]—種應用于單相整流供電系統(tǒng)的逆變側(cè)二次脈動抑制方法，該方法是采用如下步驟實現(xiàn)的:
[0006]1)對單相整流交直交供電系統(tǒng)的直流母線電壓進行采樣；
[0007]2)選取三個截止頻率不同的高通濾波器，并通過三個高通濾波器對采樣得到的直流母線電壓進行三級高通濾波，由此濾除直流母線電壓中的直流分量和低頻分量;選取兩個截止頻率不同的低通濾波器，并通過兩個低通濾波器對三級高通濾波后的直流母線電壓進行兩級低通濾波，由此濾除直流母線電壓中的高頻分量；
[0008]3)定義一個數(shù)據(jù)長度為N的數(shù)組uac[a]，0〈a〈N;將兩級低通濾波后的直流母線電壓按照堆棧先進先出的原則存儲入數(shù)組uac；[a]中，以待計算取用；
[0009]4)實時計算單相整流交直交供電系統(tǒng)中的逆變器的輸出頻率補償量;具體計算公式如下:
[0010]fsl = Uac[a]*Fs/Udc (1);
[0011]式⑴中:fsl表示逆變器的輸出頻率補償量的實時計算值;Uac[a]取用數(shù)組中前兩個計算周期的存儲值;FS表示當前時刻逆變器的輸出頻率值;Ud。表示采樣得到的直流母線電壓值；
[0012]5)修正逆變器的輸出頻率補償量;具體修正公式如下:
[0013]fs = k*uac[a]*Fs/Udc (2);
[0014]式(2)中:fs表示逆變器的輸出頻率補償量的修正值;Uac[a]取用數(shù)組中前幾個計算周期的存儲值;？3表示當前時刻逆變器的輸出頻率值;Ud。表示采樣得到的直流母線電壓值;k表示補償斜率；當Fs < 80Hz或Fs > 120Hz時，k為0;當95Hz <Fs < 105Hz時，k為1;[〇〇15]6)判斷逆變器的輸出頻率補償量的修正值fs是否超出限幅值匕_;
[0016]若逆變器的輸出頻率補償量的修正值fs未超出限幅值fsmax，則將逆變器的輸出頻率補償量的修正值fs與當前時刻逆變器的輸出頻率值Fs進行疊加，并將疊加結(jié)果用于逆變器調(diào)制算法，由此通過逆變器驅(qū)動電機；
[0017]若逆變器的輸出頻率補償量的修正值匕超出限幅值fsmax，則將限幅值fsmax與當前時刻逆變器的輸出頻率值?3進行疊加，并將疊加結(jié)果用于逆變器調(diào)制算法，由此通過逆變器驅(qū)動電機。
[0018]與現(xiàn)有逆變側(cè)二次脈動電壓抑制方法相比，本發(fā)明所述的一種應用于單相整流供電系統(tǒng)的逆變側(cè)二次脈動抑制方法不再通過硬件的方式進行逆變側(cè)二次脈動電壓抑制，而是通過軟件的方式實現(xiàn)了逆變側(cè)二次脈動電壓抑制，由此一方面大幅降低了車輛的設(shè)計成本，另一方面大幅減少了車輛的故障點、大幅減小了車輛的檢修工作量。
[0019]本發(fā)明有效解決了現(xiàn)有逆變側(cè)二次脈動電壓抑制方法導致車輛的設(shè)計成本提高、 故障點增多、檢修工作量加大的問題，適用于單相整流交直交供電系統(tǒng)?！靖綀D說明】[〇〇2〇]圖1是本發(fā)明的流程不意圖。【具體實施方式】
[0021]—種應用于單相整流供電系統(tǒng)的逆變側(cè)二次脈動抑制方法，該方法是采用如下步驟實現(xiàn)的:
[0022]1)對單相整流交直交供電系統(tǒng)的直流母線電壓進行采樣；[〇〇23]2)選取三個截止頻率不同的高通濾波器，并通過三個高通濾波器對采樣得到的直流母線電壓進行三級高通濾波，由此濾除直流母線電壓中的直流分量和低頻分量;選取兩個截止頻率不同的低通濾波器，并通過兩個低通濾波器對三級高通濾波后的直流母線電壓進行兩級低通濾波，由此濾除直流母線電壓中的高頻分量；
[0024]3)定義一個數(shù)據(jù)長度為N的數(shù)組1^。[&]，0〈&〈化將兩級低通濾波后的直流母線電壓按照堆棧先進先出的原則存儲入數(shù)組uac；[a]中，以待計算取用；
[0025]4)實時計算單相整流交直交供電系統(tǒng)中的逆變器的輸出頻率補償量;具體計算公式如下:
[0026]fsi = Uac[a]*Fs/Udc (1);
[0027]式(1)中:fsl表示逆變器的輸出頻率補償量的實時計算值;Uac[a]取用數(shù)組中前兩個計算周期的存儲值;FS表示當前時刻逆變器的輸出頻率值;Ud。表示采樣得到的直流母線電壓值；[〇〇28]5)修正逆變器的輸出頻率補償量;具體修正公式如下:
[0029]fs = k*uac[a]*Fs/Udc (2);
[0030]式(2)中:fs表示逆變器的輸出頻率補償量的修正值;Uac[a]取用數(shù)組中前幾個計算周期的存儲值;？3表示當前時刻逆變器的輸出頻率值;Ud。表示采樣得到的直流母線電壓值;k表示補償斜率；當Fs < 80Hz或Fs > 120Hz時，k為0;當95Hz <Fs < 105Hz時，k為1;
[0031]6)判斷逆變器的輸出頻率補償量的修正值fs是否超出限幅值匕_;[〇〇32]若逆變器的輸出頻率補償量的修正值fs未超出限幅值f_x，則將逆變器的輸出頻率補償量的修正值fS與當前時刻逆變器的輸出頻率值Fs進行疊加，并將疊加結(jié)果用于逆變器調(diào)制算法，由此通過逆變器驅(qū)動電機；
[0033]若逆變器的輸出頻率補償量的修正值fs超出限幅值fsmax，則將限幅值fsmax與當前時刻逆變器的輸出頻率值?3進行疊加，并將疊加結(jié)果用于逆變器調(diào)制算法，由此通過逆變器驅(qū)動電機。[〇〇34]所述步驟6)中，限幅值fsmax為5Hz。
【主權(quán)項】
1.一種應用于單相整流供電系統(tǒng)的逆變側(cè)二次脈動抑制方法，其特征在于:該方法是 采用如下步驟實現(xiàn)的:1)對單相整流交直交供電系統(tǒng)的直流母線電壓進行采樣；2)選取三個截止頻率不同的高通濾波器，并通過三個高通濾波器對采樣得到的直流母 線電壓進行三級高通濾波，由此濾除直流母線電壓中的直流分量和低頻分量;選取兩個截 止頻率不同的低通濾波器，并通過兩個低通濾波器對三級高通濾波后的直流母線電壓進行 兩級低通濾波，由此濾除直流母線電壓中的高頻分量；3)定義一個數(shù)據(jù)長度為N的數(shù)組1^。[&]，0〈&〈1將兩級低通濾波后的直流母線電壓按照 堆棧先進先出的原則存儲入數(shù)組uac；[a]中，以待計算取用；4)實時計算單相整流交直交供電系統(tǒng)中的逆變器的輸出頻率補償量;具體計算公式如 下:fsl = Uac[a]*Fs/Udc(l)；式(1)中:fsl表示逆變器的輸出頻率補償量的實時計算值;uac[a]取用數(shù)組中前兩個計 算周期的存儲值;？3表示當前時刻逆變器的輸出頻率值;Ud。表示采樣得到的直流母線電壓 值；5)修正逆變器的輸出頻率補償量;具體修正公式如下:fs = k*uac[a]*Fs/Udc(2);式(2)中:fs表示逆變器的輸出頻率補償量的修正值;uac[a]取用數(shù)組中前幾個計算周 期的存儲值;？3表示當前時刻逆變器的輸出頻率值;Ud。表示采樣得到的直流母線電壓值;k 表示補償斜率；當Fs<80Hz或Fs>120Hz時，k為0;當95Hz<Fs<105Hz時，k為1;6)判斷逆變器的輸出頻率補償量的修正值fs是否超出限幅值€_\;若逆變器的輸出頻率補償量的修正值fs未超出限幅值fsmax，則將逆變器的輸出頻率補 償量的修正值fs與當前時刻逆變器的輸出頻率值Fs進行疊加，并將疊加結(jié)果用于逆變器調(diào) 制算法，由此通過逆變器驅(qū)動電機；若逆變器的輸出頻率補償量的修正值fs超出限幅值fsmax，則將限幅值fsmax與當前時刻 逆變器的輸出頻率值Fs進行疊加，并將疊加結(jié)果用于逆變器調(diào)制算法，由此通過逆變器驅(qū) 動電機。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應用于單相整流供電系統(tǒng)的逆變側(cè)二次脈動抑制方法， 其特征在于:所述步驟6)中，限幅值fsmax為5Hz。
【文檔編號】H02M7/48GK106026726SQ201610371211
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月30日
【發(fā)明人】李學亮, 霍雨翔, 張雅琨, 于森林, 李 昊
【申請人】中車永濟電機有限公司