[实用新型]恒功率控制装置及恒功率牵引驱动系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及内燃动车组牵引控制技术，尤其涉及一种恒功率控制装置及恒功率牵引驱动系统。

背景技术

内燃动车组作为一种现代化轨道交通工具，适用于城间、城郊短途客运，具有较高的经济性和实用性。目前，内燃动车组的牵引驱动系统的驱动方式大多采用的是交直交传动方式。如图1所示。牵引驱动系统包括：柴油发电机、整流器16、逆变器17、牵引电机18和牵引控制器21。所述柴油发电机包括：发动机14和与所述发动机14输出轴连接的发电机15。所述发电机15的交流电输出端与所述整流器16的交流电输入端连接，所述整流器16的直流电输出端与所述逆变器17的直流电输入端连接，所述逆变器17的交流电输入端与所述牵引电机18的交流电输入端相连。所述牵引控制器21的驱动信号输出端与所述逆变器17的驱动信号输入端连接。其工作过程为：发动机14带动发电机15发电，然后通过整流器16将发电机15发出的三相交流电转换为直流电。逆变器17在牵引控制器21的控制下将整流器16输出的直流电转换为三相交流电。逆变器17输出的三相交流电输入至牵引电机18，以使牵引电机18输出相应的牵引动力。

牵引驱动系统中发电机、整流器和逆变器中任意一个或多个在受到外界的电磁干扰后均会致使输入牵引电机的电流发生偏差，进而使得牵引电机输出的牵引功率超限，极易导致柴油发电机的发动机熄火、逆变器输入电流过流等故障出现，同时还会对牵引驱动系统中的各电气元件造成损害。

实用新型内容

本实用新型提供一种恒功率控制装置及恒功率牵引驱动系统，以解决上述问题，使牵引电机输出的功率控制在合理的范围内。

本实用新型的一个方面是提供一种恒功率控制装置，包括：

用于接收输入的功率级位信号的输入单元；

用于检测柴油发电机中发动机输出轴的转速，以及整流器输出端的第一电压和第一电流的第一检测单元，其中，所述柴油发电机包括所述发动机及与所述发动机输出轴连接的发电机，所述整流器的电流输入端与所述发电机的电流输出端连接；

用于分别根据功率级位信号、发动机输出轴的转速及目标电压的对应关系，功率级位信号、发动机输出轴的转速及目标电流的对应关系，以及功率级位信号、发动机输出轴的转速及整流器输出功率的目标值的对应关系，获取与所述功率级位信号和所述发动机输出轴的转速对应的目标电压、目标电流及整流器输出功率的目标值的第一处理单元；

用于根据所述第一电压和所述第一电流，得出所述整流器的第一输出功率，以及分别比较所述第一电压与所述目标电压，所述第一电流值与所述目标电流，和所述第一输出功率与所述整流器输出功率的目标值，得出电压差值、电流差值及第一功率差值的第一计算单元；

用于对所述电压差值、电流差值和第一功率差值进行模糊控制处理，生成相应脉冲宽度的脉冲信号，以采用所述脉冲宽度的脉冲信号控制所述发电机的励磁电流，使通过逆变器与所述整流器的电流输出端连接的牵引电机的输出功率不大于预设的最大输出功率的第二处理单元；

其中，所述输入单元与所述第一处理单元连接，所述第一处理单元与所述第一计算单元连接，所述第一计算单元与所述第二处理单元连接，所述第一检测单元分别与所述第一处理单元和所述第一计算单元连接。

如上所述的恒功率控制装置，还包括：

用于检测所述逆变器输出端的第二电压和第二电流的第二检测单元，其中，所述逆变器的电流输入端与所述整流器的电流输出端连接；

用于根据功率级位信号、发动机输出轴的转速及逆变器输出功率的目标值的对应关系，得出与所述功率级位信号和所述发动机输出轴的转速对应的逆变器输出功率的目标值的第三处理单元；

用于根据所述第二电压和所述第二电流，得出所述逆变器的第二输出功率，以及比较所述逆变器输出功率的目标值及所述第二输出功率，得出第二功率差值的第二计算单元；

用于对所述第二功率差值进行空间矢量脉宽调制，生成相应脉冲宽度的脉冲驱动信号，以采用所述脉冲宽度的脉冲驱动信号驱动所述逆变器，使与所述逆变器的电流输出端连接的所述牵引电机的输出功率不大于所述预设的最大输出功率的第四处理单元；

其中，所述第三处理单元分别与所述输入单元和所述第二计算单元连接，所述第二计算单元与所述第四处理单元连接，所述第二检测单元分别与所述第三处理单元和第二计算单元连接。

如上所述的恒功率控制装置，其中，所述第二处理单元包括：