專利名稱：牽引逆變器控制方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及逆變器控制技術，尤其涉及一種牽引逆變器控制方法及裝置。
背景技術：
大功率電力機車主要是指軸功率在1200KW或1600KW等級的干線貨運或客運電力機車，其牽引逆變器主要用于給牽引電機提供電源，滿足機車牽引特性和基本控制功能的需要。牽引逆變器控制算法主要分為牽引電機特性控制、粘著控制和基本功能控制等。牽引電機控制算法主要有轉差頻率控制、直接轉矩控制和矢量控制等。轉差頻率控制是基于電機穩(wěn)態(tài)模型的控制算法，動態(tài)響應較慢。直接轉矩控制對牽引電機的電磁轉矩直接進行控制，沒有電流閉環(huán)控制，電流諧波較大易導致電機溫度偏高。矢量控制是基于直流電機模型對交流電機進行解耦控制，對輸出脈沖進行調制，因此動態(tài)響應快且電流諧波小且可控。目前應用矢量控制技術的主要有西門子公司的HXDl型、阿爾斯通公司的HXD2型、東芝公司的HXD2C型和HXD3型電力機車。國內(nèi)公司中國南車應用于牽引逆變器控制的算法主要為直接轉矩控制?，F(xiàn)有的基于矢量控制技術的牽引逆變器控制算法一般包括脈寬調制算法、牽引電機控制算法和機車速度控制算法。其中，脈寬調制算法使用了分段同步調制方法，根據(jù)機車速度將牽引逆變器全速度范圍分為異步調制、同步調制、過調制、3分頻和方波等。牽引電機控制算法采用基于轉矩控制的矢量控制算法，使用了較為單一的間接矢量控制系統(tǒng)的基本控制結構，包括電流調節(jié)環(huán)、解耦單元、磁鏈觀測和脈寬調制單元等。機車速度控制算法采用單軸控制的方法，各軸的牽引逆變器采集機車給定速度和相應本軸的速度進行速度閉環(huán)控制，采用防滑防空轉控制算法對牽引力給定值進行修正。上述基于矢量控制技術的牽引逆變器控制算法的存在以下幾點缺點:(I)脈寬調制算法較為復雜，進入同步調制區(qū)后使用了過調制算法，需要進行較多的非線性處理，增加了算法實施難度和處理器的負擔。(3)牽引電機控制算法中沒有轉速開環(huán)控制策略，無法單獨驗證開環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定，無法單獨驗證脈寬調制算法的正確性，在試驗過程中也無法作為陪試設備進行速度控制，對相關試驗環(huán)境進行考核。另外，牽引電機控制算法采用的矢量控制算法結構單一，由于牽引電機在全速度范圍內(nèi)的特性變化較大，僅使用電流閉環(huán)控制難以達到完全解耦的效果，且進入恒功區(qū)后的牽引逆變器輸出電壓基本恒定，電流調節(jié)失去作用。(4)機車速度控制算法為基于單軸控制，由于車輪磨損等原因將會導致每軸檢測的速度有一定的偏差，因此可能出現(xiàn)同一時刻下，機車的部分軸處于牽引工況、部分軸處于制動工況的現(xiàn)象，對于基本邏輯和節(jié)能控制均是不合理的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種牽引逆變器控制方法及裝置，以克服上述各缺陷，提高控制性能。
本發(fā)明的一個方面是提供一種牽引逆變器控制方法，包括:配置參數(shù)，依據(jù)所述參數(shù)進入開環(huán)恒壓頻比控制或矢量控制；以及對經(jīng)上述控制步驟后輸出的電壓信號進行脈寬調制控制；其中，所述開環(huán)恒壓頻比控制，如下實現(xiàn):依據(jù)設定斜率進行給定頻率的爬升指令輸入；以及依據(jù)輸入的給定頻率的爬升指令分別計算出對應的電壓信號，所述電壓信號包括電壓幅值信息和角度信息；所述的矢量控制，如下實現(xiàn):判斷是否有定速控制指令輸入，是，采集機車實際速度信號和給定速度值，并依據(jù)所述速度信號和給定速度值計算得出給定轉矩值；否則，依據(jù)牽引特性曲線計算出給定轉矩值；基于粘著控制算法對給定轉矩值進行修正；基于全速度范圍的矢量控制算法依據(jù)經(jīng)修正后的所述給定轉矩值計算出電壓信號，所述電壓信號包括電壓幅值信息和角度信息。本發(fā)明的另一個方面是提供一種牽引逆變器控制裝置，包括:參數(shù)配置及控制模塊，用于配置參數(shù)，依據(jù)參數(shù)調用相應的控制模塊；開環(huán)恒壓頻比控制模塊，用于依據(jù)接收的調用指令執(zhí)行開環(huán)恒壓頻比控制并輸出經(jīng)控制后的電壓信號；矢量控制模塊，用于依據(jù)接收的調用指令執(zhí)行矢量控制并輸出經(jīng)控制后的電壓信號；以及脈寬調制模塊，用于對所述開環(huán)恒壓頻比控制模塊和所述矢量控制模塊輸出的電壓信號進行脈寬調制控制，輸出經(jīng)調制后的脈沖信號；其中，所述電壓信號包括:電壓幅值信息和角度信息。本發(fā)明第一個方面的技術效果是:本發(fā)明提出的控制方法適用于大功率電力機車牽弓I逆變器控制。該控制方法提供了開環(huán)恒壓頻比控制和矢量控制兩種控制策略，通過配置相應參數(shù)可進行選擇。當采用開環(huán)恒壓頻比控制時本發(fā)明不僅可以用來單獨驗證開環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和脈寬調制算法的正確性，還可以在試驗過程中作為陪試設備進行速度控制，對相關試驗環(huán)境進行考核。當采用矢量控制時本發(fā)明可有效地提高牽引電機的控制性能。此外，本發(fā)明還采用了機車定速控制，有效地避免了同一時刻下機車的部分軸處于牽引工況、部分軸處于制動工況的現(xiàn)象發(fā)生。本發(fā)明另一個方面的技術效果是:采用本發(fā)明所述的控制裝置可有效地解決背景技術中所提出的缺陷，并能夠有效地提高對逆變器控制的控制性能、減小了控制的動態(tài)響應時間。


圖1為本發(fā)明提供的牽引逆變器控制方法的實施例一的流程示意圖；圖2為本發(fā)明提供的牽引逆變器控制方法的實施例二的流程示意圖；圖3為本發(fā)明提供的實施例中全速度范圍的矢量控制算法的原理圖；圖4為本發(fā)明提供的牽引逆變器控制裝置實施例一的結構示意圖5為本發(fā)明提供的牽引逆變器控制裝置實施例二的結構示意圖；圖6為牽引特性曲線的一具體實例示意圖。
具體實施例方式如圖1所述，本發(fā)明提供的牽引逆變器控制方法的實施例一的流程示意圖。本實施例包括:步驟S1、配置參數(shù)，依據(jù)所述參數(shù)進入開環(huán)恒壓頻比控制或矢量控制；步驟S2、對經(jīng)上述步驟SI后輸出的電壓信號進行脈寬調制控制；其中，步驟SI中所述的開環(huán)恒壓頻比控制，如下實現(xiàn):步驟S101、依據(jù)設定斜率進行給定頻率的爬升指令輸入；步驟S102、依據(jù)輸入的給定頻率的爬升指令分別計算出對應的電壓信號，所述電壓信號包括電壓幅值信息和角度信息；步驟SI中所述的矢量控制，如下實現(xiàn):步驟S103、判斷是否有定速控制指令輸入，是，采集機車實際速度信號和給定速度值，并依據(jù)所述速度信號和給定速度值計算得出給定轉矩值；否則，依據(jù)牽引特性曲線計算出給定轉矩值；其中，所述牽引特性曲線為各機車牽引單元的固有特性，可通過實驗過程來獲得，如圖6所示。步驟S104、基于粘著控制算法對給定轉矩值進行修正；步驟S105、基于全速度范圍的矢量控制算法依據(jù)經(jīng)修正后的所述給定轉矩值計算出電壓信號；所述電壓信號包括電壓幅值信息和角度信息。本實施例提供了開環(huán)恒壓頻比控制和矢量控制兩種控制策略，可通過配置相應參數(shù)進行選擇以滿足試驗或運營的需要，具有很好的適用性；此外采用本實施例提供的控制方法能有效地提高牽引電機的控制性能，并通過定速控制避免了同一時刻下機車的部分軸處于牽引工況、部分軸處于制動工況的現(xiàn)象發(fā)生。在實際應用時，所述的配置參數(shù)復位有效，這樣就可以依據(jù)實際的需求在系統(tǒng)上電重啟后重新配置參數(shù)，根據(jù)參數(shù)選擇相應的控制策略。步驟S103中依據(jù)所述速度信號和給定速度值計算得出給定轉矩值，在實際應用時可將速度信號和給定速度值輸入PI調節(jié)器來進行計算，得出給定轉矩值。如圖2所示，本發(fā)明提供的牽引逆變器控制方法的實施例二的流程示意圖。本實施例基于實施例一，實施例一中所述步驟S105中全速度范圍的矢量控制算法，具體實現(xiàn)如下:實時監(jiān)測電機的轉速，判斷所述轉速是否小于第一預設轉速，若是，采用磁鏈開環(huán)控制算法；否則，繼續(xù)下一步驟；判斷所述轉速是否大于所述第一預設轉速小于第二預設轉速，若是，采用磁鏈閉環(huán)控制算法；否則，繼續(xù)下一步驟；判斷所述轉速是否大于所述第二預設轉速，采用標量控制算法；否則，該轉速為異常值，返回重新監(jiān)測電機的轉速。實施例二依據(jù)電機的轉速采用不同的矢量控制方式，克服了背景技術中第二個缺點，有效地提高了牽引電機的控制性能。結合圖3所述的原理圖，本發(fā)明提供的牽引逆變器控制方法各實施例中全速度范圍的矢量控制算法的實現(xiàn)過程，如下:步驟a、根據(jù)設定斜率進行給定轉矩的爬升指令輸入；步驟b、根據(jù)輸入的給定轉矩的爬升指令分別計算出轉矩電流給定值，將所述轉矩電流給定值和轉矩電流檢測值進行偏差計算輸出電壓Q軸分量；本步驟中偏差計算可采用轉矩電流調節(jié)器，該轉矩電流調節(jié)器可以是比例積分調節(jié)器。步驟c、根據(jù)電機轉速和磁鏈曲線計算出磁鏈給定值，將所述磁鏈給定值和采用預設磁鏈觀測模型觀測的磁鏈觀測值經(jīng)磁鏈調節(jié)器計算得出勵磁電流給定值；將所述勵磁電流給定值和勵磁電流檢測值進行偏差計算輸出電壓D軸分量；本步驟中所述偏差計算可采用勵磁電流調節(jié)器，該勵磁電流調節(jié)器可以是比例積分調節(jié)器。步驟d、將上述的電壓Q軸分量和電壓D軸分量分別和相應的前饋電壓相加后經(jīng)坐標變換得到輸出電壓的幅值和角度；其中，電機全速度范圍劃分為三個轉速范圍，所述預設磁鏈觀測模型在所述電機轉速處于不同轉速范圍內(nèi)采用不同的磁鏈觀測模型。另外需要說明的是，上述步驟b、c和d中的Q軸和D軸的定義:在交流電機控制中，為了能夠得到類似直流電機的控制特性，在電機轉子上建立了一個坐標系，此坐標系與轉子同步轉動，取轉子磁場方向為D軸，垂直于轉子磁場方向為Q軸。實施例二中全速度范圍的矢量控制算法是對控制算法的橫向劃分，對應不同的轉速范圍采用不同的控制以提高控制性能。而圖3所述的全速度范圍的矢量控制算法是對控制算法的縱向劃分，對應不同的轉速范圍基本上都采用圖3所示的算法，不同只在于處于不同轉速范圍內(nèi)的預設磁鏈觀測模型應采用不同的磁鏈觀測模型，計算勵磁電流給定值的計算方式不同。如圖2所示，本發(fā)明牽引逆變器控制方法實施例三，本實施例基于上述各實施例的基礎上，在所述步驟SI之前，還包括:步驟S' 101、采樣牽引電路中的電壓和電流信息，并對采樣的信息進行數(shù)字化處理；步驟V 102、實時監(jiān)測控制指令和狀態(tài)信息；其中，所述控制指令包括:運行方向和/或手柄級位，狀態(tài)信息包括:故障狀態(tài)和/或指令狀態(tài)；步驟V 103、依據(jù)采樣的電壓和電流信息以及實時監(jiān)測的控制指令或狀態(tài)信息，判斷電機是否滿足啟動條件，若不滿足，進入停機處理過程；否則，執(zhí)行后續(xù)步驟。步驟S' 101和S' 102的設置是為了提供后續(xù)步驟中所需相關信息，并且還能夠在電機啟動時提供啟動條件的判定依據(jù)。步驟s' 103的設置是為了在電機不能正常啟動時及時進入停機處理過程，避免誤操作。優(yōu)選地，上述各實施例中所述的脈寬調制控制，可采用如下步驟實現(xiàn):步驟S201、設置4個依次增大的切換速度值,分別為第一速度值、第二速度值、第三速度值和第四速度值，從所述第一速度值至所述第四速度值依次增大；步驟S202、小于第一速度點之前的速度區(qū)間采用異步調制；步驟S203、第一速度點至第二速度點之間的速度區(qū)間采用15分頻同步調制；步驟S204、第二速度點至第三速度點之間的速度區(qū)間采用7分頻同步調制；步驟S205、第三速度點至第四速度點之間的速度區(qū)間采用3分頻同步調制；
步驟S206、第四速度點以后的速度區(qū)間采用方波調制。上述過程的脈寬調制控制方法，克服了背景技術中的第一缺陷，采用了分段同步調制方式，在牽引逆變器輸出的整個頻率范圍內(nèi)使用異步調制、15分頻同步調制、7分頻同步調制、3分頻同步調制和方波調制方法。此外，在各調制方式之間最好使用平滑過渡策略和滯環(huán)控制。其中平滑過渡策略是基于對切換點進行條件選擇以保證過渡過程無電流沖擊。滯環(huán)控制是一種應用很廣的閉環(huán)電流跟蹤控制方法，通常以響應速度快和結構簡單而著稱。在各種變流器控制系統(tǒng)中，滯環(huán)控制單元一般同時兼有兩種功能，一則作為閉環(huán)電流調節(jié)器，二則起著PWM調制器的作用，將電流參考信號裝換為相應的開關指令信號。本發(fā)明中所述的滯環(huán)控制可采用現(xiàn)有技術中的滯環(huán)控制理論來實現(xiàn)，在每個切換速度點處均設置一個滯環(huán)控制帶，各切換速度點和滯環(huán)寬度通過參數(shù)進行配置。此外，這里需要說明的是:上述各速度值可依據(jù)電機速度和功率模塊允許的最大開關頻率開設定。本領域普通技術人員可以理解:實現(xiàn)上述各方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬件來完成。前述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質中。該程序在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述各方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括:R0M、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。如圖4所示，本發(fā)明所述的牽引逆變器控制裝置實施例一的結構示意圖。上述各實施例提供的所述牽引逆變器控制方法可采用本實施例所述的牽引逆變器控制裝置來實現(xiàn)。本實施例所述牽引逆變器控制裝置包括:參數(shù)配置及控制模塊1、開環(huán)恒壓頻比控制模塊2、矢量控制模塊3和脈寬調制模塊4。所述參數(shù)配置及控制模塊I的控制指令輸出端分別與所述開環(huán)恒壓頻比控制模塊2和所述矢量控制模塊3通信連接，所述開環(huán)恒壓頻比控制模塊2和所述矢量控制模塊3的信號輸出端與所述脈寬調制模塊4的信號輸入端通信連接。所述參數(shù)配置及控制模塊I用于配置參數(shù)，依據(jù)參數(shù)調用相應的控制模塊。所述開環(huán)恒壓頻比控制模塊2用于依據(jù)接收的調用指令執(zhí)行開環(huán)恒壓頻比控制并輸出經(jīng)控制后的電壓信號。所述矢量控制模塊3用于依據(jù)接收的調用指令執(zhí)行矢量控制并輸出經(jīng)控制后的電壓信號。所述脈寬調制模塊4用于對所述開環(huán)恒壓頻比控制模塊和所述矢量控制模塊輸出的電壓信號進行脈寬調制控制，輸出經(jīng)調制后的脈沖信號。其中，所述電壓信號包括:電壓幅值信息和角度信息。本實施例所述的牽引逆變器控制裝置可通過配置相應參數(shù)選擇開環(huán)恒壓頻比控制和矢量控制這兩種控制策略，解決了背景技術中的缺點，有效地提供了控制性能，減小了控制的動態(tài)響應時間。如圖5所示，本發(fā)明提供的牽引逆變器控制裝置實施例二的結構示意圖?；趯嵤├?，本實施例中所述的矢量控制模塊包括:電機速度檢測及控制子模塊301、磁鏈開環(huán)控制子模塊302、磁鏈閉環(huán)控制子模塊303和標量控制子模塊304。所述電機速度檢測及控制子模塊301的控制指令輸出端分別與所述磁鏈開環(huán)控制子模塊302、所述磁鏈閉環(huán)控制子模塊303和所述標量控制子模塊304的控制指令輸入端相連。其中，所述電機速度檢測及控制子模塊301用于實時檢測電機的轉速，并在所述轉速小于第一預設轉速時調用磁鏈開環(huán)控制子模塊，在所述轉速大于所述第一預設轉速小于第二預設轉速時調用磁鏈閉環(huán)控制子模塊，在所述轉速大于所述第二預設轉速時調用標量控制子模塊。所述磁鏈開環(huán)控制子模塊302用于依據(jù)接收的調用指令執(zhí)行磁鏈開環(huán)控制并輸出經(jīng)控制后的電壓信號。所述磁鏈閉環(huán)控制子模塊303用于依據(jù)接收的調用指令執(zhí)行磁鏈閉環(huán)控制并輸出經(jīng)控制后的電壓信號。所述標量控制子模塊304用于依據(jù)接收的調用指令執(zhí)行標量控制并輸出經(jīng)控制后的電壓信號。本實施例矢量控制模塊可依據(jù)電機的轉速采用不同的控制子模塊，有效地克服了背景技術中第二個缺點，提高了牽引電機的控制性能。進一步地，基于上述各實施例，本實施例提供的牽引逆變控制裝置的第三個實施例。本實施例在上述各實施例的基礎上增設了以下幾個模塊，分別為:采樣模塊、檢測模塊和判定模塊。所述采樣模塊的采樣信息輸出端與開環(huán)恒壓頻比控制模塊和/或矢量控制模塊通信連接，同時還與所述判定模塊通信連接；所述檢測模塊的監(jiān)測信息輸出端與開環(huán)恒壓頻比控制模塊和/或矢量控制模塊通信連接；同時還與所述判定模塊通信連接。其中，采樣模塊用于采樣牽引電路中的電壓和電流參數(shù)，并對采樣的參數(shù)進行數(shù)字化處理。檢測模塊用于實時監(jiān)測控制指令和狀態(tài)信息；其中，所述控制指令包括:運行方向和/或手柄級位，狀態(tài)信息包括:故障狀態(tài)和/或指令狀態(tài)。判定模塊用于依據(jù)采樣的電壓和電流信息以及實時監(jiān)測的控制指令或狀態(tài)信息判斷電機是否滿足啟動條件，若不滿足進入停機處理過程。所述采樣模塊和所述檢測模塊可為其他模塊提供執(zhí)行控制過程時所需的相關信息,還能夠在電機啟動時提供啟動條件的判定依據(jù)。所述判定模塊可在電機不能正常啟動時及時進入停機處理過程，避免誤操作。最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的范圍。
權利要求
1.一種牽引逆變器控制方法，其特征在于，包括: 配置參數(shù)，依據(jù)所述參數(shù)進入開環(huán)恒壓頻比控制或矢量控制；以及 對經(jīng)上述控制步驟后輸出的電壓信號進行脈寬調制控制； 其中，所述開環(huán)恒壓頻比控制，如下實現(xiàn): 依據(jù)設定斜率進行給定頻率的爬升指令輸入；以及 依據(jù)輸入的給定頻率的爬升指令分別計算出對應的電壓信號，所述電壓信號包括電壓幅值信息和角度信息； 所述的矢量控制，如下實現(xiàn): 判斷是否有定速控制指令輸入，是，采集機車實際速度信號和給定速度值，并依據(jù)所述速度信號和給定速度值計算得出給定轉矩值；否則，依據(jù)牽引特性曲線計算出給定轉矩值； 基于粘著控制算法對給定轉矩值進行修正； 基于全速度范圍的矢量控制算法依據(jù)經(jīng)修正后的所述給定轉矩值計算出電壓信號，所述電壓信號包括電壓幅值信息和角度信息。
2.根據(jù)權利要求1所述的牽引逆變器控制方法，其特征在于，所述的全速度范圍的矢量控制算法，包括如下步驟: 實時監(jiān)測電機的轉速，判斷所述轉速是否小于第一預設轉速，若是，采用磁鏈開環(huán)控制算法；否則，繼續(xù)下一步驟； 判斷所述轉速是否大于所述第一預設轉速小于第二預設轉速，若是，采用磁鏈閉環(huán)控制算法；否則，繼續(xù)下一步驟； 判斷所述轉速是否大于所述第二預設轉速，采用標量控制算法；否則，該轉速為異常值，返回重新監(jiān)測電機的轉速。
3.根據(jù)權利要求1所述的牽引逆變器控制方法，其特征在于，所述的全速度范圍的矢量控制算法，包括如下步驟: 根據(jù)設定斜率進行給定轉矩的爬升指令輸入； 根據(jù)輸入的給定轉矩的爬升指令分別計算出轉矩電流給定值，將所述轉矩電流給定值和轉矩電流檢測值進行偏差計算輸出電壓Q軸分量； 根據(jù)電機轉速計算出磁鏈給定值，將所述磁鏈給定值和采用預設磁鏈觀測模型觀測的磁鏈觀測值經(jīng)調節(jié)器計算得出勵磁電流給定值；將所述勵磁電流給定值和勵磁電流檢測值進行偏差計算輸出電壓D軸分量； 將上述的電壓Q軸分量和電壓D軸分量分別和相應的前饋電壓相加后經(jīng)坐標變換得到輸出電壓的幅值和角度； 其中，電機全速度范圍劃分為三個轉速范圍，所述預設磁鏈觀測模型在所述電機轉速處于不同轉速范圍內(nèi)采用不同的磁鏈觀測模型。
4.根據(jù)權利要求1所述的牽引逆變器控制方法，其特征在于，配置參數(shù)之前，還包括: 采樣牽引電路中的電壓和電流信息，并對采樣的信息進行數(shù)字化處理； 實時監(jiān)測控制指令和狀態(tài)信息；其中，所述控制指令包括:運行方向和/或手柄級位，狀態(tài)信息包括:故障狀態(tài)和/或指令狀態(tài)； 依據(jù)采樣的電壓和電流信息以及實時監(jiān)測的控制指令或狀態(tài)信息，判斷電機是否滿足啟動條件，若不滿足，進入停機處理過程；否則，執(zhí)行后續(xù)步驟。
5.根據(jù)權利要求1所述的牽引逆變器控制方法，其特征在于，所述脈寬調制控制，包括: 設置4個依次增大的切換速度值,分別為第一速度值、第二速度值、第三速度值和第四速度值，從所述第一速度值至所述第四速度值依次增大； 小于第一速度點之前的速度區(qū)間采用異步調制； 第一速度點至第二速度點之間的速度區(qū)間采用15分頻同步調制； 第二速度點至第三速度點之間的速度區(qū)間采用7分頻同步調制； 第三速度點至第四速度點之間的速度區(qū)間采用3分頻同步調制； 第四速度點以后的速度區(qū)間采用方波調制。
6.根據(jù)權利要求5所述的牽引逆變器控制方法，其特征在于，所述的脈寬調制算法還包括:在上述各調制過程之間采用平滑過渡策略。
7.根據(jù)權利要求5所述的牽引逆變器控制方法，其特征在于，所述的脈寬調制算法還包括:在每個切換速度點處均設置一個滯環(huán)控制帶，各切換速度點和滯環(huán)寬度通過參數(shù)進行配置。
8.一種牽引逆變器控制裝置，其特征在于，包括: 參數(shù)配置及控制模塊，用于配置參數(shù)，依據(jù)參數(shù)調用相應的控制模塊； 開環(huán)恒壓頻比控制模塊，用于依據(jù)接收的調用指令執(zhí)行開環(huán)恒壓頻比控制并輸出經(jīng)控制后的電壓信號； 矢量控制模塊，用于依據(jù)接收的調用指令執(zhí)行矢量控制并輸出經(jīng)控制后的電壓信號；以及 脈寬調制模塊，用于對所述開環(huán)恒壓頻比控制模塊和所述矢量控制模塊輸出的電壓信號進行脈寬調制控制，輸出經(jīng)調制后的脈沖信號； 其中，所述電壓信號包括:電壓幅值信息和角度信息。
9.根據(jù)權利要求8所述的牽引逆變器控制裝置，其特征在于，所述矢量控制模塊包括:電機速度檢測及控制子模塊、磁鏈開環(huán)控制子模塊、磁鏈閉環(huán)控制子模塊和標量控制子模塊;其中， 所述電機速度檢測及控制子模塊，用于實時檢測電機的轉速，并在所述轉速小于第一預設轉速時調用磁鏈開環(huán)控制子模塊，在所述轉速大于所述第一預設轉速小于第二預設轉速時調用磁鏈閉環(huán)控制子模塊，在所述轉速大于所述第二預設轉速時調用標量控制子模塊； 所述磁鏈開環(huán)控制子模塊，用于依據(jù)接收的調用指令執(zhí)行磁鏈開環(huán)控制并輸出經(jīng)控制后的電壓信號； 所述磁鏈閉環(huán)控制子模塊，用于依據(jù)接收的調用指令執(zhí)行磁鏈閉環(huán)控制并輸出經(jīng)控制后的電壓信號； 所述標量控制子模塊，用于依據(jù)接收的調用指令執(zhí)行標量控制并輸出經(jīng)控制后的電壓信號。
10.根據(jù)權利要求8所述的牽引逆變器控制裝置，其特征在于，還包括: 采樣模塊，用于采樣牽引電路中的電壓和電流參數(shù)，并對采樣的參數(shù)進行數(shù)字化處理； 檢測模塊，用于實時監(jiān)測控制指令和狀態(tài)信息；其中，所述控制指令包括:運行方向和/或手柄級位，狀態(tài)信息包括:故障狀態(tài)和/或指令狀態(tài)； 判定模塊，用于依據(jù)采樣的電壓和電流信息以及實時監(jiān)測的控制指令或狀態(tài)信息判斷電機是否滿 足啟動條件，若不滿足進入停機處理過程。
全文摘要
本發(fā)明提供一種牽引逆變器控制方法及裝置。其中牽引逆變器控制方法包括配置參數(shù)，依據(jù)所述參數(shù)進入開環(huán)恒壓頻比控制或矢量控制；以及對經(jīng)上述控制步驟后輸出的電壓信號進行脈寬調制控制。牽引逆變器控制裝置包括參數(shù)配置及控制模塊、開環(huán)恒壓頻比控制模塊、矢量控制模塊和脈寬調制模塊。參數(shù)配置及控制模塊用于配置參數(shù)，依據(jù)參數(shù)調用相應的控制模塊。開環(huán)恒壓頻比控制模塊用于依據(jù)接收的調用指令執(zhí)行開環(huán)恒壓頻比控制并輸出經(jīng)控制后的電壓信號。矢量控制模塊用于依據(jù)接收的調用指令執(zhí)行矢量控制并輸出經(jīng)控制后的電壓信號。脈寬調制模塊用于對接收到的電壓信號進行脈寬調制控制。本發(fā)明具有較高的控制性能和較好的動態(tài)響應性能。
文檔編號H02P21/13GK103187918SQ201110451528
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權日2011年12月29日
發(fā)明者徐從謙, 周明磊, 王琛琛, 李婷婷, 楊冬 申請人:中國北車股份有限公司大連電力牽引研發(fā)中心