[发明专利]三相四桥臂辅助变流器的控制方法及装置

说明书

本发明公开了三相四桥臂辅助变流器的控制方法及装置，控制方法包括：电压采集步骤：采集三相输出电压；第一补偿结果获取步骤：根据三相输出电压通过正负同步旋转坐标变换获得三相输出电压的正序分量和负序分量，对正序分量和负序分量进行闭环控制获得正序分量补偿结果和负序分量补偿结果；第二补偿结果获取步骤：根据三相输出电压通过对称分量法获得三相输出电压的零序电压分量，对零序电压分量进行反馈补偿获得零序分量补偿结果；三相输出电压平衡步骤：根据正序分量补偿结果、负序分量补偿结果及零序分量补偿结果进行三维空间旋转矢量调制获得控制脉冲，将控制脉冲施加于逆变单元的桥臂获得平衡的三相输出电压。

技术领域

本发明涉及一种三相四桥臂辅助变流器的控制方法及系统，具体地说，尤其涉及一种提高高频辅助变流器单相负载带载能力的三相四桥臂辅助变流器的控制方法及装置。

背景技术

列车辅助变流器将高压直流电(DC1500V/DC750V)转化成三相交流电(AC380V)，为列车中压负载提供电能。常规的中压负载比较单一，不平衡负载少，采用三相三线制输出制式即可满足要求。但是，随着城市轨道交通的发展，城轨列车的中压负载日益复杂，除了平衡负载之外，电热、照明、单相插座、动态地图等负载的引入要求辅助变流器具备一定的单相负载带载能力，一般采用三相四线制输出制式。

列车辅助变流器通常将电网供电侧和列车负载侧进行电气隔离，常规的隔离

技术有工频变压器隔离和高频变压器隔离。前者常采用D/Yn型变压器，输出N线由工频变压器二次侧引出；高频变压器隔离拓扑中，输出N线由三相滤波电容中点或前端支撑电容中点引出。采用工频隔离技术的辅助变流器，当接入单相不平衡负载时，其单相负载电流流入变压器，会引起变压器二次侧磁路不平衡现象，长时间工作会引起绕组发热不均，影响绝缘性能，但对输出电压影响较小；采用高频隔离技术的辅助变流器，当N线由三相滤波电容中点引出，接入单相不平衡负载时，单相负载电流流入三相滤波电容，不仅会引起输出电压不平衡现象(参见图1)，其中图1为U相带载1kW，上部为输出电压波形，下部为输出电流波形。而且长时间工作在不平衡状态会降低三相滤波电容的使用寿命；当N线由前端支撑电容中点引出，接入单相不平衡负载时，虽然对输出电压影响较小，但单相负载电流流入前端直流侧支撑电容，会给前端支撑电容带来额外的电流应力，增加损耗，同时串联电容增加回路杂散电感，在功率器件关断时会产生高电压尖峰，影响器件使用寿命。显然，采用工频隔离技术的辅助变流器在不平衡负载工况下的性能优于高频隔离辅助变流器，但其在体积、重量、噪声等方面不具优势，与当前倡导的“绿色出行”概念相悖。

目前，基于高频隔离技术的辅助变流器是城市轨道交通领域发展的主要方向，为提高高频辅助变流器单相负载带载能力，因此急需开发一种克服上述缺陷的提高高频辅助变流器单相负载带载能力的三相四桥臂辅助变流器的控制方法及装置。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种三相四桥臂辅助变流器的控制方法，其中，所述三相四桥臂辅助变流器的逆变单元包括第四桥臂，所述第四桥臂的输出点经电感连接交流输出N线，所述控制方法包括：

电压采集步骤：采集三相输出电压；

第一补偿结果获取步骤：根据所述三相输出电压通过正负同步旋转坐标变换获得所述三相输出电压的正序分量和负序分量，对所述正序分量和所述负序分量进行闭环控制获得正序分量补偿结果和负序分量补偿结果；

第二补偿结果获取步骤：根据所述三相输出电压通过对称分量法获得所述三相输出电压的零序电压分量，对所述零序电压分量进行反馈补偿获得零序分量补偿结果；

三相输出电压平衡步骤：根据所述正序分量补偿结果、所述负序分量补偿结果及所述零序分量补偿结果进行三维空间旋转矢量调制获得控制脉冲，将所述控制脉冲施加于所述逆变单元的桥臂获得平衡的三相输出电压。

上述的控制方法，其中，所述第一补偿结果获取步骤包括：