[发明专利]电力机车变流器中间电压自动调节方法

说明书

本发明公开了一种电力机车变流器中间电压自动调节方法，步骤如下：信号采集单元采集变流器参数为变流器主回路参数、主变压器参数、牵引电机参数；信号采集单元将采集牵引电机电压电流信号、电力机车的实际速度信号及门极信号；传感器将信号采集单元采集的信号传输给控制单元；控制单元对信号进行处理，计算电力机车的理论速度，并将电力机车的实际速度与理论速度进行对比，根据电力机车实际速度输出匹配功率；控制单元根据匹配功率输出匹配中间直流电压。优点在于：在机车实际运用中，由于牵引负载较小，机车通常不需要发挥满功率运行，此时适当降低中间回路电压，将有益于IGBT故障率的降低。

技术领域

本发明涉及一种变流器中间电压的调节方法，尤其涉及一种用于电力机车的变流器中间电压自动调节方法。

背景技术

目前机车变流器中间电压根据机车最大输出功率匹配，相关功率原件长时间恒定工作在最大电压模式下，影响部件使用寿命，故障率增加。

电力机车牵引变流器主要由四象限整流器、中间直流电路和牵引逆变器几部分组成。当中间电压为零时，主变压器的牵引绕组通过充电电阻向四象限整流器供电，给中间直流回路支撑电容充电。在逆变器工作之前，牵引绕组迅速向中间直流回路支撑电容充电，直至恒定值。此时，牵引变流器起动充电过程完成，逆变器可以投入工作。中间直流回路完成充电后，以恒定电压值工作。

IGBT若长期工作在高电压状态，将会反向击穿，造成机车停运，若降低中间电压值，则机车功率难以发挥影响机车运用。

《电气传动》2013年第43卷第12期《双馈风电变流器中间电压优化控制策略的研究》介绍了一种针对直流母线电压指令值跟随网压变化而变化的策略。

根据网压变化调整变流器中间电压，属于变流器前端控制，调节范围有限，不能根据机车工况进行调节，不能对器件进行有效保护。

发明内容

本发明是针对现有的电力机车变流器中间电压的不足，根据机车负载及线路情况自动匹配中间电压数值并实现适时控制。

这种电力机车变流器中间电压自动调节方法，步骤如下：

A.信号采集单元采集变流器参数为变流器主回路参数、主变压器参数、牵引电机参数；

B.信号采集单元将采集牵引电机电压电流信号、电力机车的实际速度信号及门极信号；

C.传感器将信号采集单元采集的信号传输给控制单元；

D.控制单元对信号进行处理，计算电力机车的理论速度，并将电力机车的实际速度与理论速度进行对比，根据电力机车实际速度输出匹配功率；

E.控制单元根据匹配功率输出匹配中间直流电压。

步骤D所述的电力机车的实际速度不小于理论速度时，变流器输出的匹配功率小于变流器的额定功率，步骤E输出的匹配中间直流电压小于中间直流电压额定电压。

步骤D所述的电力机车的实际速度小于理论速度时，变流器输出的匹配功率为变流器的额定功率，步骤E输出的匹配中间直流电压为中间直流电压额定电压。

步骤C所述的传感器为电压电流传感器、速度传感器以及门极传感器。

本发明优点在于：参照IGBT故障率与DC电压相关特性图，中间电压越低则IGBT故障率也随之下降。在机车实际运用中，特别是客运机车牵引模式下，由于牵引负载较小，机车通常不需要发挥满功率运行，此时适当降低中间回路电压，将有益于IGBT故障率的降低。

附图说明

图1为电力机车变流器中间电压自动调节方法的框图。

图2为电力机车变流器中间电压自动调节方法的流程图。