城軌車輛輔助系統(tǒng)、均流控制方法及城軌車輛的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電氣技術(shù)，尤其涉及一種城軌車輛輔助系統(tǒng)、均流控制方法及城軌車輛。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城鎮(zhèn)化的高速發(fā)展，城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，城區(qū)的交通壓力逐漸增大，城軌車輛以其運(yùn)量大、速度快以及節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為城市內(nèi)部的主要公共交通工具。城軌車輛的運(yùn)行系統(tǒng)主要包括牽引系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)，其中，牽引系統(tǒng)為城軌車輛提供牽引動(dòng)力，輔助系統(tǒng)用于為城軌車輛中的輔助設(shè)備供電，例如空調(diào)、照明、插座以及通風(fēng)機(jī)等設(shè)備，另外輔助系統(tǒng)還為城軌車輛的控制設(shè)備供電，因此，輔助系統(tǒng)的穩(wěn)定性對(duì)于城軌車輛的運(yùn)行系統(tǒng)而言非常重要。輔助逆變器作為輔助系統(tǒng)的重要部件，通常包括開(kāi)關(guān)器件和控制單元，控制單元用于發(fā)出脈沖信號(hào)控制開(kāi)關(guān)器件的通斷頻率，以調(diào)節(jié)輔助逆變器的輸出信號(hào)并提供給交流母線，為連接在交流母線上的輔助設(shè)備供電。
[0003]為了提高輔助系統(tǒng)的輸出功率，現(xiàn)有的輔助系統(tǒng)采用至少兩個(gè)輔助逆變器并聯(lián)，各輔助逆變器中的控制單元通過(guò)控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network,簡(jiǎn)稱CAN)總線連接，相互傳送輔助逆變器的輸出電流信號(hào)。一個(gè)輔助逆變器根據(jù)另一個(gè)輔助逆變器的輸出電流來(lái)調(diào)整自身的輸出電流，以使各輔助逆變器的輸出電流保持一致，實(shí)現(xiàn)均流。采用輔助逆變器并聯(lián)的方式還能夠提高城軌車輛輔助系統(tǒng)的冗余度和可靠性。
[0004]但由于CAN總線通信的速度較慢，且容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟包的現(xiàn)象，各輔助逆變器之間的通信不及時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電流控制的相對(duì)滯后，不能實(shí)現(xiàn)均流，甚至?xí)霈F(xiàn)某個(gè)輔助逆變器的電流過(guò)大，觸發(fā)過(guò)流保護(hù)，使得輔助系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性較差，影響了城軌車輛的正常運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種城軌車輛輔助系統(tǒng)、均流控制方法及城軌車輛，用于解決現(xiàn)有的輔助系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性較差的問(wèn)題，以提高城軌車輛輔助系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
[0006]本發(fā)明實(shí)施例提供一種城軌車輛輔助系統(tǒng)，包括:檢測(cè)設(shè)備和并聯(lián)的至少兩個(gè)輔助逆變器，各所述輔助逆變器與交流母線連接；
[0007]所述檢測(cè)設(shè)備設(shè)置在所述交流母線上，用于檢測(cè)所述交流母線的電信號(hào)；
[0008]各所述輔助逆變器還與所述檢測(cè)設(shè)備連接，用于根據(jù)所述電信號(hào)調(diào)節(jié)自身的輸出信號(hào)并與所述電信號(hào)保持一致。
[0009]如上所述的城軌車輛輔助系統(tǒng)，還包括并網(wǎng)控制電路；
[0010]所述并網(wǎng)控制電路設(shè)置在各所述輔助逆變器和所述交流母線之間，用于當(dāng)各所述輔助逆變器的輸出信號(hào)與所述電信號(hào)一致時(shí)，將所述輔助逆變器的輸出端連接至所述交流母線。
[0011]如上所述的城軌車輛輔助系統(tǒng)，所述檢測(cè)設(shè)備包括電壓傳感器和/或電流傳感器；
[0012]所述電壓傳感器的檢測(cè)頭并接在所述交流母線上，所述電壓傳感器的輸出端與所述輔助逆變器中的控制單元連接；和/或，
[0013]所述電流傳感器的檢測(cè)頭串接在所述交流母線上，所述電流傳感器的輸出端與所述控制單元連接。
[0014]如上所述的城軌車輛輔助系統(tǒng)，所述并網(wǎng)控制電路包括:接觸器；
[0015]所述接觸器的線圈與所述控制單元連接，所述接觸器的三對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)的一端與所述輔助逆變器的輸出端連接，另一端與所述交流母線連接。
[0016]如上所述的城軌車輛輔助系統(tǒng)，還包括:限流電抗器；
[0017]所述限流電抗器串接在每個(gè)所述輔助逆變器的輸出端。
[0018]本發(fā)明另一實(shí)施例還提供一種城軌車輛輔助系統(tǒng)的均流控制方法，包括:
[0019]獲取交流母線的電信號(hào)，所述交流母線與第一輔助逆變器連接；
[0020]根據(jù)所述電信號(hào)調(diào)節(jié)與所述第一輔助逆變器并聯(lián)的至少一個(gè)第二輔助逆變器的輸出信號(hào)，并與所述電信號(hào)保持一致。
[0021]如上所述的城軌車輛輔助系統(tǒng)的均流控制方法，在所述根據(jù)所述電信號(hào)調(diào)節(jié)與所述第一輔助逆變器并聯(lián)的至少一個(gè)第二輔助逆變器的輸出信號(hào)，并與所述電信號(hào)保持一致之后，還包括:
[0022]將至少一個(gè)所述第二輔助逆變器與所述交流母線連接。
[0023]如上所述的城軌車輛輔助系統(tǒng)的均流控制方法，所述根據(jù)所述電信號(hào)調(diào)節(jié)與所述第一輔助逆變器并聯(lián)的至少一個(gè)第二輔助逆變器的輸出信號(hào)，包括:
[0024]根據(jù)所述電信號(hào)進(jìn)行功率計(jì)算，得到所述交流母線的有功功率和無(wú)功功率；
[0025]對(duì)所述有功功率和無(wú)功功率進(jìn)行下垂控制，得到調(diào)節(jié)參考電壓；
[0026]根據(jù)所述參考電壓輸出脈沖信號(hào)，以調(diào)節(jié)所述第二輔助逆變器的輸出信號(hào)。
[0027]本發(fā)明又一實(shí)施例提供一種城軌車輛，包括如上所述的城軌車輛輔助系統(tǒng)。
[0028]本發(fā)明實(shí)施例提供的城軌車輛輔助系統(tǒng)、均流控制方法及城軌車輛，通過(guò)設(shè)置至少兩個(gè)輔助逆變器并聯(lián)，并與交流母線連接，通過(guò)檢測(cè)交流母線的電信號(hào)調(diào)整輔助逆變器的輸出信號(hào)并與交流母線的電信號(hào)保持一致，解決了現(xiàn)有技術(shù)中并聯(lián)的輔助逆變器之間通過(guò)CAN總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信所造成的穩(wěn)定性和可靠性較差的問(wèn)題，且當(dāng)某個(gè)輔助逆變器發(fā)生故障時(shí)，其它的輔助逆變器可以迅速進(jìn)行調(diào)節(jié)，以確保交流母線上的功率保持穩(wěn)定，提高了城軌車輛輔助系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的城軌車輛輔助系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的城軌車輛輔助系統(tǒng)中一個(gè)輔助逆變器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖3為本發(fā)明實(shí)施例二提供的城軌車輛輔助系統(tǒng)的均流控制方法的流程圖；
[0032]圖4為本發(fā)明實(shí)施例二提供的城軌車輛輔助系統(tǒng)的均流控制方法中調(diào)節(jié)輔助逆變器輸出信號(hào)方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]實(shí)施例一
[0034]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的城軌車輛輔助系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中城軌車輛輔助系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性較差的問(wèn)題，提出了一種新的輔助系統(tǒng)，該輔助系統(tǒng)能夠應(yīng)用于城軌車輛上，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以將本實(shí)施例的技術(shù)方案應(yīng)用在其它需要對(duì)并聯(lián)的逆變器進(jìn)行均流控制的領(lǐng)域中。
[0035]如圖1所示，本實(shí)施例提供的城軌車輛輔助系統(tǒng)可以包括:檢測(cè)設(shè)備I和并聯(lián)的至少兩個(gè)輔助逆變器，各輔助逆變器與交流母線連接。檢測(cè)設(shè)備I設(shè)置在交流母線上，用于檢測(cè)交流母線的電信號(hào)。各輔助逆變器還與檢測(cè)設(shè)備I連接，用于根據(jù)電信號(hào)調(diào)節(jié)自身的輸出信號(hào)并與電信號(hào)保持一致。
[0036]各輔助逆變器用于將直流信號(hào)轉(zhuǎn)換為三相交流信號(hào)，提供給交流母線，城軌車輛中的輔助設(shè)備從交流母線上取電。在交流母線上設(shè)置有檢測(cè)設(shè)備1，用于檢測(cè)交流母線的電信號(hào)，檢測(cè)設(shè)備I具體可以包括電壓傳感器和/或電流傳感器。其中，若采用電壓傳感器，則電壓傳感器的檢測(cè)頭并接在交流母線上，可以并接在三相交流電的任意兩相之間，用于檢測(cè)交流母線的相電壓，電壓傳感器的輸出端與輔助逆變器中的控制單元連接，將檢測(cè)到的相電壓發(fā)送給控制單元。若采用電流傳感器，則電流傳感器的檢測(cè)頭串接在交流母線上，具體可串接在任意一相上，用于檢測(cè)交流母線的線電流，電流傳感器的輸出端與控制單元連接，將檢測(cè)到的線電流發(fā)送給控制單元。檢測(cè)設(shè)備I與各輔助逆變器連接，向各輔助逆變器提供交流母線的電信號(hào)，其中，檢測(cè)設(shè)備I可以設(shè)置為一個(gè)，即一個(gè)檢測(cè)設(shè)備I與各輔助逆變器連接，或者一種優(yōu)選的實(shí)現(xiàn)方式是:將檢測(cè)設(shè)備I設(shè)置為多個(gè)，一個(gè)檢測(cè)設(shè)備I與一個(gè)輔助逆變器連接。本實(shí)施例采用上述優(yōu)選的實(shí)現(xiàn)方式，一個(gè)檢測(cè)設(shè)備I與一個(gè)輔助逆變器連接，使得各輔助逆變器之間除了共同連接至交流母線之外，沒(méi)有任何的電信號(hào)連接，避免產(chǎn)生干擾信號(hào)或環(huán)流現(xiàn)象。
[0037]各輔助逆變器中的控制單元可以根據(jù)交流母線的電信號(hào)調(diào)整自身的輸出信號(hào)，以與交流母線的電信號(hào)保持一致。具體可對(duì)電信號(hào)進(jìn)行功率計(jì)算，得到交流母線的有功功率和無(wú)功功率，然后對(duì)有功功率和無(wú)功功率進(jìn)行下垂控制，得到調(diào)節(jié)參考電壓，再根據(jù)參考電壓輸出脈沖信號(hào)，以調(diào)節(jié)自身的輸出信號(hào)。其中，功率計(jì)算、下垂控制以及輸出脈沖信號(hào)的具體實(shí)現(xiàn)方式可采用現(xiàn)有技術(shù)中常用的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，能實(shí)現(xiàn)根據(jù)交流母線的電壓和/或電流來(lái)調(diào)整控制單元輸出脈沖信號(hào)的占空比的結(jié)果的任何實(shí)現(xiàn)方式均可，本實(shí)施例對(duì)此不作限定。
[0038]輔助系統(tǒng)中，并聯(lián)的輔助逆變器的數(shù)量可以為至少兩個(gè)，本實(shí)施例僅以輔助逆變器的數(shù)量為兩個(gè)來(lái)做詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)本實(shí)施例的技術(shù)方案得到其它數(shù)量的技術(shù)方案。
[0039]圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的城軌車輛輔助系統(tǒng)中一個(gè)輔助逆變器的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，本實(shí)施例提供的技術(shù)方案中，第一輔助逆變器21和第二輔助逆變器22并聯(lián)，且都與交流母線連接，具體為各輔助逆變器的輸出端與交流母線連接，以將輸出的三相交流電提供給交流母線。在交流母線上的任意兩相間并接有電壓傳感器，在每一相上串接有電流傳感器。
[0040]第二輔助逆變器22中的控制單元的輸入端分別與各電壓傳感器和電流傳感器連接，接收檢測(cè)到的電壓和電流信號(hào)。第二輔助逆變器22中的控制單元根據(jù)接收到的電壓和電流信號(hào)進(jìn)行功率計(jì)算，得到有功功率和無(wú)功功率，然后對(duì)有功功率和無(wú)功功率進(jìn)行下垂控制，實(shí)現(xiàn)均流控制，也即將交流母線上的功率平均分配在第一輔助逆變器21和第二輔助逆變器22上。第二輔助逆變器22中的控制單元可對(duì)下垂控制得到的參數(shù)生成脈沖信號(hào)輸出，該脈沖信號(hào)的占空比則可以控制第二輔助逆變器22中開(kāi)關(guān)器件的通斷頻率，進(jìn)而調(diào)節(jié)第二輔助逆變器22輸出電壓的幅值、頻率和相位，并與交流母線電壓的幅值、頻率和相位保持一致。
[0041]另外，在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，輔助系統(tǒng)還可以包括并網(wǎng)控制電路，該并網(wǎng)控制電路設(shè)置在各輔助逆變器和交流母線之間，用于當(dāng)各輔助逆變器的輸出信號(hào)與交流母線的電信號(hào)一致時(shí)，將輔助逆變器的輸出端連接至交流母線。
[0042]并網(wǎng)控制電路具體可包括接觸器，該接觸器具備線圈和至少三對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)，其中，接觸器的線圈與控制單元連接，接觸器的三對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)的一端與輔助逆變器的輸出端連接，另一端與交流母線連接。當(dāng)控制單元發(fā)出控制信號(hào)給線圈時(shí)，接觸器閉合，即三對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使得輔助逆變器的輸出端連接至交流母線。
[0043]上述輔助系統(tǒng)的工作過(guò)程可以從正常啟動(dòng)和發(fā)生故障兩種情況來(lái)說(shuō)明: