[发明专利]单相四象限整流器输出电压的控制方法、装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及信号控制技术，尤其涉及一种单相四象限整流器输出电压的控制方法、装置及系统。

背景技术

在我国的铁路系统中大部分采用的是单相25KV供电机制，通过接触网向机车供电，经钢轨回流。由于25KV电压过高，并且只有单相，无法直接用于电机控制，所以在机车上会有一个整流装置，由于该整流装置是单相的，能工作于四个象限，能量能双向流动，即能够进行能量回馈，所以该整流装置简称单相四象限整流器。单相25KV经过变压器再经过单相四象限整流器，会得到一个稳定的直流电压，该直流电压称为中间电压，牵引逆变器和辅助逆变器再将这个稳定的中间电压逆变成各自需要的交流电压。

现有的单相四象限整流器输出电压的控制方法，如图1所示，整个控制外环采用电压环控制，整个控制内环采用电流环控制，简称为电压外环电流内环控制。具体的，给定想要的中间电压Ur，将中间电压Ur和实际检测到的中间电压Udc做差，将差值信号输入到PI调节器进行调节，根据实际检测到的电网电压的相位φ对经PI调节器调节后的信号进行调节，得到和电网电压同相位的基准电流Ir，将基准电流Ir和实际检测到的电网电流Iac做差，将差值信号输入到脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，简称PWM）调制器进行调制，生成PWM脉冲信号输入到单相四象限整流器中。

但是，现有技术存在如下缺陷：电流环控制考虑的都是基波（50Hz）成分，导致单相四象限整流器的输出电压波动较大。

发明内容

本发明提供一种单相四象限整流器输出电压的控制方法、装置及系统，用以解决现有技术中存在的单相四象限整流器输出的电压波动较大的问题。

一方面，本发明提供了一种单相四象限整流器输出电压的控制方法，包括：

获取所述单相四象限整流器的输出电压与设定基准电压之间的差值信号；

依次对所述差值信号进行电压调节和电流调节，得到调节信号；

对所述调节信号中的高次谐波进行幅值衰减处理，得到衰减信号；

对所述衰减信号进行脉冲宽度PWM调制，得到调制脉冲信号；

将所述调制脉冲信号输出到所述单相四象限整流器中，以使所述单相四象限整流器的输出电压保持在预设范围。

另一方面，本发明还提供了一种单相四象限整流器输出电压的控制装置，包括：

获取单元，用于获取所述单相四象限整流器的输出电压与设定基准电压之间的差值信号；

调节单元，用于依次对所述差值信号进行电压调节和电流调节，得到调节信号；

衰减单元，用于对所述调节信号中的高次谐波进行幅值衰减处理，得到衰减信号；

调制单元，用于对所述衰减信号进行脉冲宽度PWM调制，得到调制脉冲信号；

输出单元，用于将所述调制脉冲信号输出到所述单相四象限整流器中，以使所述单相四象限整流器的输出电压保持在预设范围。

另一方面，本发明还提供了一种单相四象限整流器输出电压的控制系统，包括：单相四象限整流器和如上所述的单相四象限整流器输出电压的控制装置。

本发明提供的单相四象限整流器输出电压的控制方法、装置及系统，通过对信号中的高次谐波进行幅值衰减处理，减小了高次谐波对单相四象限整流器输出电压的影响，从而减小了单相四象限整流器输出电压的波动。

附图说明

图1为现有的单相四象限整流器输出电压的控制方法的原理框图；

图2为本发明提供的单相四象限整流器输出电压的控制方法一个实施例的流程示意图；

图3为本发明提供的单相四象限整流器输出电压的控制方法又一个实施例中涉及的设备构成的控制系统原理框图；

图4为惯性环节传递函数的伯德bode图；

图5为本发明提供的单相四象限整流器输出电压的控制装置一个实施例的结构示意图；

图6为本发明提供的单相四象限整流器输出电压的控制系统一个实施例的结构示意图；

图7为图6所示实施例的单相四象限整流器输出电压的控制系统的一种实现场景的示意图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例及附图，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

图2为本发明提供的单相四象限整流器输出电压的控制方法一个实施例的流程示意图。如图2所示，该方法可以包括：

S201，获取单相四象限整流器的输出电压与设定基准电压之间的差值信号；