專利名稱：一種帶隔離變壓器的三相兩電平逆變器并聯(lián)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及到逆變器并聯(lián)控制設(shè)計領(lǐng)域，特指一種帶隔離變壓器的三相兩電平逆變器并聯(lián)控制方法。
背景技術(shù)：
以動車組輔助供電系統(tǒng)為例，作為動車組輔助供電系統(tǒng)的一部分，輔助逆變器主要用來提供穩(wěn)定的單相或三相交流電供空調(diào)機(jī)組、通風(fēng)裝置、空壓機(jī)、電加熱器、客室照明等交流輔助負(fù)載使用。目前絕大多數(shù)車輛的輔助逆變器均為單機(jī)運(yùn)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(tǒng)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(lián)運(yùn)行?，F(xiàn)有逆變器并聯(lián)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(lián) 線控制式。前三種控制方法共同的缺點(diǎn)是逆變模塊之間互聯(lián)線很多，可靠性差，易受干擾，且難以擴(kuò)展，控制單元運(yùn)算復(fù)雜。無互聯(lián)線逆變器并聯(lián)控制使得并聯(lián)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾能力強(qiáng)，易于擴(kuò)展。當(dāng)一臺逆變器出現(xiàn)故障時，其他逆變器仍可以正常運(yùn)行，繼續(xù)為輔助交流負(fù)載供電，使其仍可以正常工作，增加了系統(tǒng)的可靠性。同時，多臺逆變器并聯(lián)運(yùn)行，減小了單臺逆變器的輸出容量要求，進(jìn)而減輕了逆變器功率器件的應(yīng)力。但是，現(xiàn)有的無互聯(lián)線逆變器并聯(lián)控制并未能真正實現(xiàn)“無互聯(lián)線控制”，且控制算法十分復(fù)雜，實現(xiàn)起來非常困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種原理簡單、易實現(xiàn)、可以提高系統(tǒng)的抗干擾能力、大大增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性，同時也降低系統(tǒng)硬件成本的帶隔離變壓器的三相兩電平逆變器并聯(lián)控制方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種帶隔離變壓器的三相兩電平逆變器并聯(lián)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(diào)節(jié)把直流電調(diào)制成具有一定幅值和頻率的交流電，再經(jīng)過隔離變壓器降壓和濾波供給動車組上的交流輔助負(fù)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(jìn)行濾波處理；③通過下垂特性算法產(chǎn)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(huán)控制和頻率閉環(huán)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。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)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(cè)，在原邊側(cè)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(shè)計變比K折算到原邊側(cè)；2. 2相位折算對隔離變壓器次邊線電壓Uab和Ubc進(jìn)行鎖相，得到次邊線電壓的相位Θ ;然后，根據(jù)隔離變壓器的設(shè)計參數(shù)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(biāo)變換轉(zhuǎn)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(quán)利要求
1.一種帶隔離變壓器的三相兩電平逆變器并聯(lián)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(diào)節(jié)把直流電調(diào)制成具有一定幅值和頻率的交流電，再經(jīng)過隔離變壓器降壓和濾波供給動車組上的交流輔助負(fù)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(jìn)行濾波處理； ③通過下垂特性算法產(chǎn)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(huán)控制和頻率閉環(huán)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(jù)權(quán)利要求I所述的帶隔離變壓器的三相兩電平逆變器并聯(lián)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(cè)，在原邊側(cè)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(shè)計變比K折算到原邊側(cè)； 2.2相位折算對隔離變壓器次邊線電壓Uab和Ubc進(jìn)行鎖相，得到次邊線電壓的相位Θ ;然后，根據(jù)隔離變壓器的設(shè)計參數(shù)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(biāo)變換轉(zhuǎn)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(jù)權(quán)利要求2所述的帶隔離變壓器的三相兩電平逆變器并聯(lián)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(jù)權(quán)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(lián)控制方法，其特征在于在進(jìn)行并聯(lián)控制時，啟動之初，上位機(jī)隨機(jī)指派一臺輔助逆變器作為主機(jī)逆變器并給主機(jī)發(fā)出啟動命令，主機(jī)啟動之后輸出穩(wěn)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(fù)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(jìn)行鎖相；上位機(jī)在判斷主機(jī)正常啟動之后發(fā)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(diǎn)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(lián)輸出；此后再分批合上負(fù)載接觸器投入負(fù)載工作。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶隔離變壓器的三相兩電平逆變器并聯(lián)控制方法，其特征在于，在主機(jī)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(biāo)變換把三相正弦線電壓轉(zhuǎn)換成兩個直流電壓分量Ud和Uq ;幅值不變原則的坐標(biāo)變換公式如下
全文摘要
一種帶隔離變壓器的三相兩電平逆變器并聯(lián)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(diào)節(jié)把直流電調(diào)制成具有一定幅值和頻率的交流電，再經(jīng)過隔離變壓器降壓和濾波供給動車組上的交流輔助負(fù)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(jìn)行濾波處理；③通過下垂特性算法產(chǎn)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(huán)控制和頻率閉環(huán)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(fā)明具有原理簡單、易實現(xiàn)、可以提高系統(tǒng)的抗干擾能力、大大增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性，同時也降低系統(tǒng)硬件成本等優(yōu)點(diǎn)。
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(yōu)先權(quán)日2012年9月25日
發(fā)明者馮江華, 魏凱, 尚敬, 張志學(xué) 申請人:株洲南車時代電氣股份有限公司