一種帶隔離變壓器的三相兩電平逆變器并聯控制方法技術

一種帶隔離變壓器的三相兩電平逆變器并聯控制方法，其步驟為：①每個輔助逆變器與一隔離變壓器相連：通過輔助逆變器的調節把直流電調制成具有一定幅值和頻率的交流電，再經過隔離變壓器降壓和濾波供給動車組上的交流輔助負載使用；②采樣輔助逆變器的輸出線電流和隔離變壓器次邊的線電壓，計算輔助逆變器的瞬時輸出有功功率和無功功率并進行濾波處理；③通過下垂特性算法產生所述輔助逆變器均流控制的電壓幅值給定信號和頻率給定信號；④通過電壓閉環控制和頻率閉環控制使得所述輔助逆變器輸出一定電壓幅值和頻率的三相交流電。本發明專利技術具有原理簡單、易實現、可以提高系統的抗干擾能力、大大增強系統的可靠性，同時也降低系統硬件成本等優點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術主要涉及到逆變器并聯控制設計領域，特指。
技術介紹
以動車組輔助供電系統為例，作為動車組輔助供電系統的一部分，輔助逆變器主要用來提供穩定的單相或三相交流電供空調機組、通風裝置、空壓機、電加熱器、客室照明等交流輔助負載使用。目前絕大多數車輛的輔助逆變器均為單機運行，容量較大，可靠性不高。因此，為了提高動車組輔助供電系統的供電可靠性，為輔助供電提供冗余，可將多臺輔助逆變器并聯運行。現有逆變器并聯控制方法主要有集中控制式、主從控制式、分散控制式和無互聯 線控制式。前三種控制方法共同的缺點是逆變模塊之間互聯線很多，可靠性差，易受干擾，且難以擴展，控制單元運算復雜。無互聯線逆變器并聯控制使得并聯系統結構簡單，抗干擾能力強，易于擴展。當一臺逆變器出現故障時，其他逆變器仍可以正常運行，繼續為輔助交流負載供電，使其仍可以正常工作，增加了系統的可靠性。同時，多臺逆變器并聯運行，減小了單臺逆變器的輸出容量要求，進而減輕了逆變器功率器件的應力。但是，現有的無互聯線逆變器并聯控制并未能真正實現“無互聯線控制”，且控制算法十分復雜，實現起來非常困難。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題就在于針對現有技術存在的技術問題，本專利技術提供一種原理簡單、易實現、可以提高系統的抗干擾能力、大大增強系統的可靠性，同時也降低系統硬件成本的帶隔離變壓器的三相兩電平逆變器并聯控制方法。為解決上述技術問題，本專利技術采用以下技術方案，其步驟為①每個輔助逆變器與一隔離變壓器相連通過輔助逆變器的調節把直流電調制成具有一定幅值和頻率的交流電，再經過隔離變壓器降壓和濾波供給動車組上的交流輔助負載使用；所述隔離變壓器的次邊通過輔助接觸器與動車組上的母線連接；②采樣所述輔助逆變器的輸出線電流和隔離變壓器次邊的線電壓，計算所述輔助逆變器的瞬時輸出有功功率和無功功率并進行濾波處理；③通過下垂特性算法產生所述輔助逆變器均流控制的電壓幅值給定信號和頻率給定信號；④通過電壓閉環控制和頻率閉環控制使得所述輔助逆變器輸出一定電壓幅值和頻率的三相交流電。作為本專利技術的進一步改進所述步驟②是通過將隔離變壓器次邊的線電壓折算到原邊側，在原邊側估算輔助逆變器輸出功率，其具體流程為2. I幅值折算將隔離變壓器次邊的線電壓的幅值Ud和Uq通過隔離變壓器的設計變比K折算到原邊側；2. 2相位折算對隔離變壓器次邊線電壓Uab和Ubc進行鎖相，得到次邊線電壓的相位Θ ;然后，根據隔離變壓器的設計參數推算出原次邊線電壓的相位差Λ Θ，得到原邊線電壓的相位f;2. 3將原邊線電壓還原把得到的原邊線電壓幅值UD、UQ以及相位f通過坐標變換轉換成三相電壓；2. 4輔助逆變器的輸出功率估算有功功率權利要求1.，其特征在于，步驟為 ①每個輔助逆變器與一隔離變壓器相連通過輔助逆變器的調節把直流電調制成具有一定幅值和頻率的交流電，再經過隔離變壓器降壓和濾波供給動車組上的交流輔助負載使用；所述隔離變壓器的次邊通過輔助接觸器與動車組上的母線連接； ②采樣所述輔助逆變器的輸出線電流和隔離變壓器次邊的線電壓，計算所述輔助逆變器的瞬時輸出有功功率和無功功率并進行濾波處理； ③通過下垂特性算法產生所述輔助逆變器均流控制的電壓幅值給定信號和頻率給定信號; ④通過電壓閉環控制和頻率閉環控制使得所述輔助逆變器輸出一定電壓幅值和頻率的三相交流電。2.根據權利要求I所述的帶隔離變壓器的三相兩電平逆變器并聯控制方法，其特征在于，所述步驟②是通過將隔離變壓器次邊的線電壓折算到原邊側，在原邊側估算輔助逆變器輸出功率，其具體流程為 2. I幅值折算將隔離變壓器次邊的線電壓的幅值Ud和Uq通過隔離變壓器的設計變比K折算到原邊側； 2.2相位折算對隔離變壓器次邊線電壓Uab和Ubc進行鎖相，得到次邊線電壓的相位Θ ;然后，根據隔離變壓器的設計參數推算出原次邊線電壓的相位差Λ Θ，得到原邊線電壓的相位爐 2.3將原邊線電壓還原把得到的原邊線電壓幅值UD、UQ以及相位f通過坐標變換轉換成三相電壓； 2.4輔助逆變器的輸出功率估算 有功功率P = Uaia+Ubib+Uci。，其中iaibi。為隔離變壓器的原邊線電流，uaubuc為隔離變壓器的原邊相電壓； 無功功率3.根據權利要求2所述的帶隔離變壓器的三相兩電平逆變器并聯控制方法，其特征在于，所述步驟③中，下垂特性算法的控制方程為頻率給定信號f = fo-mP,電壓幅值給定信號V = Vtl-IiQ,其中&和Vtl為輔助逆變器在空載時的輸出電壓頻率和幅值。4.根據權利要求I 3中任意一項所述的帶隔離變壓器的三相兩電平逆變器并聯控制方法，其特征在于在進行并聯控制時，啟動之初，上位機隨機指派一臺輔助逆變器作為主機逆變器并給主機發出啟動命令，主機啟動之后輸出穩定的三相交流電壓；合上該供電支路上的輔助接觸器后把三相交流電壓送給母線，此時連接在母線上的一批固定負載立即得電開始工作，同時其它輔助逆變器采集母線上的三相電壓進行鎖相；上位機在判斷主機正常啟動之后發出啟動命令給其它輔助逆變器，其它輔助逆變器在鎖相成功后選擇在母線電壓相位零點處啟動，使得其輸出的電壓幅值和相位基本上與母線電壓一致；合上其它輔助逆變器支路上的輔助接觸器，完成多臺輔助逆變器的并聯輸出；此后再分批合上負載接觸器投入負載工作。5.根據權利要求4所述的帶隔離變壓器的三相兩電平逆變器并聯控制方法，其特征在于，在主機輔助逆變器啟動時，輔助變壓器次邊的兩個電壓傳感器分別采集三相電的Uab和Ubc線電壓瞬時值，作為控制算法部分的輸入量；Uab和Ubc通過坐標變換把三相正弦線電壓轉換成兩個直流電壓分量Ud和Uq ;幅值不變原則的坐標變換公式如下全文摘要，其步驟為①每個輔助逆變器與一隔離變壓器相連通過輔助逆變器的調節把直流電調制成具有一定幅值和頻率的交流電，再經過隔離變壓器降壓和濾波供給動車組上的交流輔助負載使用；②采樣輔助逆變器的輸出線電流和隔離變壓器次邊的線電壓，計算輔助逆變器的瞬時輸出有功功率和無功功率并進行濾波處理；③通過下垂特性算法產生所述輔助逆變器均流控制的電壓幅值給定信號和頻率給定信號；④通過電壓閉環控制和頻率閉環控制使得所述輔助逆變器輸出一定電壓幅值和頻率的三相交流電。本專利技術具有原理簡單、易實現、可以提高系統的抗干擾能力、大大增強系統的可靠性，同時也降低系統硬件成本等優點。文檔編號H02J3/38GK102891500SQ20121036072公開日2013年1月23日 申請日期2012年9月25日 優先權日2012年9月25日專利技術者馮江華, 魏凱, 尚敬, 張志學 申請人:株洲南車時代電氣股份有限公司本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種帶隔離變壓器的三相兩電平逆變器并聯控制方法，其特征在于，步驟為：①每個輔助逆變器與一隔離變壓器相連：通過輔助逆變器的調節把直流電調制成具有一定幅值和頻率的交流電，再經過隔離變壓器降壓和濾波供給動車組上的交流輔助負載使用；所述隔離變壓器的次邊通過輔助接觸器與動車組上的母線連接；②采樣所述輔助逆變器的輸出線電流和隔離變壓器次邊的線電壓，計算所述輔助逆變器的瞬時輸出有功功率和無功功率并進行濾波處理；③通過下垂特性算法產生所述輔助逆變器均流控制的電壓幅值給定信號和頻率給定信號；④通過電壓閉環控制和頻率閉環控制使得所述輔助逆變器輸出一定電壓幅值和頻率的三相交流電。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：馮江華，魏凱，尚敬，張志學，
申請(專利權)人：株洲南車時代電氣股份有限公司，
類型：發明
國別省市：