[发明专利]机车交直交供电系统的变压器直流偏磁抑制方法

摘要

本发明涉及机车或动车含变压器供电的交直交供电系统，具体为机车交直交供电系统的变压器直流偏磁抑制方法。解决现有机车机车交直交供电系统在克服变压器直流偏磁方面所存在的问题。本发明通过四象限工作时，在电网电压的正负半周，对四象限输入电流进行多个电网周期的正向累加处理和负向累加处理；依据实际工况，在准确计算出输入电压的基波正负半周相位区间后，对四象限输入电压进行多个电网周期的正向累加处理和负向累加处理；通过四象限输入电压和电流判断直流偏磁是否发生；直流偏磁发生时，通过对电流正负半周的累加值进行PI调节并以此改变电流环的输出结果，用以调节PWM脉冲宽度，以实现对直流偏置的补偿和抑制作用。

主权项

1.一种机车交直交供电系统的变压器副边绕组直流偏磁抑制方法，所述的机车交直交供电系统包括变压器、四象限整流单元，四象限整流单元的控制部分包括用于稳定整流单元直流电压的电压环和用于整流单元输入电流跟踪控制的电流环，其特征在于该方法是由如下步骤实现的：1) 在牵引工况和制动工况时，在电网电压的0—3.14的相位区间，对整流单元的输入电流进行多次瞬时采样并将多次瞬时电流采样值相加，得到电流正向累加值（Ia_P）；在电网电压的3.14—6.28的相位区间，对整流单元的输入电流进行多次瞬时采样并将多次瞬时电流采样值相加，得到电流负向累加值（Ia_N）；2）在牵引工况时，在电网电压的0.15—3.29的相位区间，对整流单元的输入电压进行多次瞬时采样并将多次瞬时电压采样值用一个截止频率为100 Hz的低通滤波器进行滤波后相加，得到电压正向累加值（Duty_P）；在电网电压的3.29—6.43的相位区间，对整流单元的输入电压进行多次瞬时采样并将多次瞬时电压采样值用一个截止频率为100 Hz的低通滤波器进行低通滤波后相加，得到电压负向累加值（Duty_N）；在制动工况时，在电网电压的‑0.15—2.99的相位区间，对整流单元的输入电压进行多次瞬时采样并将多次瞬时电压采样值用一个截止频率为100 Hz的低通滤波器进行低通滤波后相加，得到电压正向累加值（Duty_P）；在电网电压的2.99—6.13的相位区间，对整流单元的输入电压进行多次瞬时采样并将多次瞬时电压采样值用一个截止频率为100 Hz的低通滤波器进行低通滤波后相加，得到电压负向累加值（Duty_N）；3）将多个电网电压周期的电流正向累加值（Ia_P）和电流负向累加值（Ia_N）相加；如果电流正向累加值（Ia_P）与电流负向累加值（Ia_N）之和大于等于10A或者小于等于‑10A，则电流判断变压器发生直流偏磁，定义为Flag_I = 1；如果电流正向累加值（Ia_P）与电流负向累加值（Ia_N）之和在‑10A和10A之间，则电流判断变压器未发生直流偏磁，定义为Flag_I = 0；4）将多个电网电压周期的电压正向累加值（Duty_P）和电压负向累加值（Duty_N）相加；如果电压正向累加值（Duty_P）与电压负向累加值（Duty_N）之和大于等于50V或者小于等于‑50V，则电压判断变压器发生直流偏磁，定义为Flag_U = 1；如果电压正向累加值（Duty_P）与电压负向累加值（Duty_N）之和在‑50V和50V之间，则电压判断变压器未发生直流偏磁，定义为Flag_U = 0；5）变压器直流偏磁的判断既使用电流判断又采用电压判断来确定直流偏磁是否真实存在，只有电流判断和电压判断均认为发生直流偏磁时，即Flag_I = 1且Flag_U = 1时，才认为存在直流偏磁，其他情况下认为未发生直流偏磁；6）判断变压器发生直流偏磁后，以任一电网电压周期的电流正向累加值（Ia_P）和电流负向累加值（Ia_N）作为电流偏差PI调节器的输入，四象限整流单元的控制部分的电流环的输出减去电流偏差PI调节器的输出（I_offset）后所得的值，用于产生控制整流单元的PWM脉冲信号。