[发明专利]电网电压相位计算方法、装置及单相脉冲宽度调制整流器

说明书

技术领域

本发明涉及控制技术，尤其涉及一种电网电压相位计算方法、装置及单相脉冲宽度调制整流器。

背景技术

目前，电气化铁道电网大多采用单相供电。电力机车的单相PWM（PulseWidth Modulation，脉冲宽度调制）整流器将电网提供的单相交流电转化为直流电，三相逆变器再将该直流电转化为三相交流电供给用于驱动列车行驶的电机，以保证列车平稳、快速运行。对电网电压的锁相控制是单相PWM整流器正常工作的关键，直接影响整流器的功率因数。而锁相控制的依据是电网电压相位。

现有技术中，单相PWM整流器需要借助硬件处理模块间接计算得出。即，通过硬件处理模块将电网提供的单相交流电信号转换为方波信号，再利用整流器控制芯片的捕获功能捕获方波信号的上升沿或下降沿，获得电网电压的0°或180°相位。所述硬件处理模块在将单相交流电信号转换为方波信号时存在误差，进而影响整流器控制芯片获得电网电压的0°或180°相位的准确性。另外，现有整流器控制芯片只能获取电网电压的0°和180°相位，对0°和180°之间的电网电压相位无法获得，最终影响对电网电压锁相控制的精度。

发明内容

本发明提供一种电网电压相位计算方法、装置及单相脉冲宽度调制整流器，以提高相位计算的准确度。

本发明的第一个方面是提供一种电网电压相位计算方法，包括：

采集电网电压信号，得到第一电压信号；

对所述第一电压信号进行信号处理，以使处理后生成的第二电压信号的相位滞后于所述第一电压信号90度；

对所述第一电压信号和第二电压信号进行旋转坐标变换，生成第三电压信号；

根据所述第三电压信号，得出电网电压的频率；

根据所述电网电压的频率，得出电网电压相位。

本发明的另一个方面是提供一种电网电压相位计算装置，包括：

采集模块，用于采集电网电压信号，得到第一电压信号；

信号处理模块，用于对所述第一电压信号进行信号处理，以使处理后生成的第二电压信号的相位滞后于所述第一电压信号90度；

坐标变换模块，用于对所述第一电压信号和第二电压信号进行旋转坐标变换，生成第三电压信号；

第一计算模块，用于根据所述第三电压信号，得出电网电压的频率；

第二计算模块，用于根据所述电网电压的频率，得出电网电压相位。

本发明的又一个方面是提供一种单相脉冲宽度调制整流器，包括本发明实施例提供的所述电网电压相位计算装置。

由上述技术方案可知，本发明实施例通过对采集到的第一电压信号进行信号处理，得出相位滞后于所述第一电压信号的第二电压信号，然后对所述第一电压信号和第二电压信号进行旋转坐标转换，生成第三电压信号，最后根据所述第三电压信号计算得出电网电压相位。较现有技术，本发明实施例无需硬件处理模块将单相交流电转换为方波信号的过程，进而避免了方波转换时存在的误差，另外，本发明实施例可实时计算出电网电压任意时刻的相位，有助于进一步提高对电网电压锁相控制的精度。

附图说明

图1为本发明提供的电网电压相位计算方法实施例一的流程示意图；

图2为本发明提供的电网电压相位计算装置实施例一的结构示意图；

图3为本发明提供的电网电压相位计算装置实施例中第一计算模块的一具体实例的结构示意图；

图4为本发明提供的单相脉冲宽度调制整流器实施例一的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供的电网电压相位计算方法实施例一的流程示意图。如图中所示，本实施例一所述的方法，包括：

步骤101、采集电网电压信号，得到第一电压信号。

步骤102、对所述第一电压信号进行信号处理，以使信号处理后生成的第二电压信号的相位滞后于所述第一电压信号90度。

具体地，对所述第一电压信号进行移相处理，以使处理后生成的第二电压信号的相位滞后于所述第一电压信号90度。

步骤103、对所述第一电压信号和第二电压信号进行旋转坐标变换，生成第三电压信号。

具体地，对所述第一电压信号和第二电压信号进行旋转坐标变换，即Park变换，生成第三电压信号和第四电压信号，即q轴电压信号和d轴电压信号。

步骤104、根据所述第三电压信号，得出电网电压的频率。