轨道车辆辅助供电装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种轨道车辆辅助供电装置及其控制方法，装置包括：整流器、逆变器、第一控制器、第二控制器，整流器接入单相交流电压电源，并将单相交流电压转变为直流电压；逆变器与所述整流器连接，将整流器输出的直流电压转变为三相交流电压；通过第一控制器与整流器连接，使整流器输出的直流电压稳定在第一电压给定值；并通过第二控制器与逆变器连接，使所述逆变器输出的三相交流电压稳定在第二电压给定值，从而使得轨道车辆辅助供电装置获得电压稳定的供电电压，以解决现有技术中轨道车辆辅助供电装置的整流器的直流侧电压出现波动，而造成的轨道车辆辅助供电装置的供电电压的稳定性变差的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例涉及车辆供电领域，尤其涉及一种轨道车辆辅助供电装置及其控制方法。
技术介绍
轨道车辆辅助供电装置是动车、高铁、地铁、电力机车等轨道车辆的重要组成部分，它为轨道车辆的空调、制动空压机、充电机等设备提供供电电压，它是轨道车辆稳定、可靠运行的基础。现有技术中，轨道车辆的牵引逆变器与轨道车辆辅助供电装置的逆变器需要共同从轨道车辆辅助供电装置的整流器的直流侧取电，但是由于牵引逆变器的起停会造成轨道车辆辅助供电装置的整流器的直流侧电压出现波动，从而造成轨道车辆辅助供电装置的供电电压的稳定性变差。
技术实现思路
本专利技术提供一种轨道车辆辅助供电装置及其控制方法，以解决由于牵引逆变器的起停会造成轨道车辆辅助供电装置的整流器的直流侧电压出现波动，从而造成轨道车辆辅助供电装置的供电电压的稳定性变差的问题。第一方面，本专利技术提供一种轨道车辆辅助供电装置，包括：整流器、逆变器、第一控制器、第二控制器；所述整流器用于接入单相交流电压电源，并将所述单相交流电压转变为直流电压；所述逆变器与所述整流器连接，用于将所述整流器输出的直流电压转变为三相交流电压；所述第一控制器与所述整流器连接，用于使所述整流器输出的直流电压稳定在第一电压给定值；所述第二控制器与所述逆变器连接，用于使所述逆变器输出的三相交流电压稳定在第二电压给定值。可选地，所述整流器包括四个绝缘栅双极型晶体管IGBT；所述第一控制器，包括：直流电压外环控制模块、第一调制波计算模块、第一正弦脉冲宽度调制SPWM模块；所述整流器上设置有第一电压传感器，所述直流电压外环控制模块用于从所述第一电压传感器接收所述整流器的输出电压的瞬时值，并根据所述整流器的所述第一电压给定值，计算得到第一调制量；所述一调制波计算模块与所述直流电压外环控制模块连接，用于接收所述第一调制量，对所述第一调制量进行信号调制，计算得到第一调制波信号；所述第一SPWM模块分别与所述第一调制波计算模块和所述四个IGBT连接，用于接收所述第一调制波信号，并根据所述第一调制波信号计算得到四路第一PWM脉冲驱动信号，以使所述整流器的四个所述IGBT根据所述第一PWM脉冲驱动信号输出的直流电压值稳定在所述第一电压给定值的直流电压。可选地，所述第一控制器，还包括：锁相环模块、电流内环控制模块；所述电流内环控制模块分别与所述直流电压外环控制模块、所述第一调制波计算模块以及所述锁相环模块连接；所述锁相环模块还与所述第一调制波计算模块连接；所述整流器上设置有第二电压传感器，所述锁相环模块用于从所述第二电压传感器接收所述整流器的输入电压的瞬时值，并根据所述整流器的输入电压的给定角频率，计算得到所述整流器的输入电压的实际相位角；所述整流器上设置有第一电流传感器，所述电流内环控制模块，用于从所述第一电流传感器接收所述整流器的输入电流的瞬时值、从所述直流电压外环控制模块接收所述第一调制量、从所述锁相环模块接收所述整流器的输入电压的实际相位角，并计算得到第二调制量；所述第一调制波计算模块，具体用于从所述电流内环控制模块接收所述第二调制量、从所述锁相环模块接收所述整流器的输入电压的实际相位角，并根据所述整流器的输入电压的实际相位角对所述第二调制量进行信号调制，计算得到第二调制波信号；所述第一SPWM模块，具体用于接收所述第二调制波信号，并根据所述第二调制波信号，计算得到四路第二PWM脉冲驱动信号，以使所述整流器的四个所述IGBT根据所述第二PWM脉冲驱动信号输出的直流电压值稳定在所述第一电压给定值的直流电压。可选地，所述逆变器包括六个IGBT；所述第二控制器，包括：交流电压环控制模块、第二调制波计算模块、第二SPWM模块；所述逆变器上设置有第三电压传感器，所述交流电压环控制模块用于从所述第三电压传感器接收所述逆变器的输出电压的瞬时值，并根据所述逆变器的所述第二电压给定值，计算得到第三调制量；所述第二调制波计算模块与所述交流电压环控制模块连接，用于接收所述第三调制量，对所述第三调制量进行信号调制，计算得到第三调制波信号；所述第二SPWM模块分别与所述第二调制波计算模块和所述六个IGBT连接，用于接收所述第三调制波信号，并根据所述第三调制波信号计算得到六路第三PWM脉冲驱动信号，以使所述逆变器的六个IGBT根据所述第三PWM脉冲驱动信号输出的三相交流电压值稳定在所述第二电压给定值。可选地，所述第二控制器，还包括：与所述第二调制波计算模块连接的负载电流前馈控制模块；所述逆变器上设置有第二电流传感器，所述负载电流前馈控制模块用于从所述第二电流传感器接收三相负载电流，并计算得到第四调制量；所述第二调制波计算模块，具体用于从所述交流电压环控制模块接收所述第三调制量、从所述负载电流前馈控制模块接收所述第四调制量，并对所述第三调制量、所述第四调制量进行信号调制，计算得到第四调制波信号；所述第二SPWM模块，具体用于接收所述第四调制波信号，并根据所述第四调制波信号计算得到六路第四PWM脉冲驱动信号，使所述逆变器的六个IGBT根据所述第三PWM脉冲驱动信号输出的三相交流电压值稳定在所述第二电压给定值。可选地，所述第二控制器，还包括：与所述第二调制波计算模块连接的直流母线电压前馈控制模块；所述直流母线电压前馈控制模块用于从所述第一电压传感器接收所述整流器的输出电压的瞬时值，并计算得到第五调制量；所述第二调制波计算模块，具体用于从所述交流电压环控制模块接收所述第三调制量、从所述负载电流前馈控制模块接收所述第四调制量、从所述直流母线电压前馈控制模块接收所述第五调制量，并对所述第三调制量、所述第四调制量、所述第五调制量进行信号调制，计算得到第五调制波信号；所述第二SPWM模块，具体用于接收所述第五调制波信号，并根据所述第五调制波信号计算得到六路第五PWM脉冲信号，以使所述逆变器的六个IGBT根据所述第五PWM脉冲信号输出的三相交流电压值稳定在所述第二电压给定值。可选地，所述轨道车辆辅助供电装置，还包括：交流电感、直流电容、交流滤波电感、交流滤波电容、三相隔离变压器；所述交流电感与所述整流器的输入端连接，并接入所述单相交流电压电源；所述直流电容并联在所述整流器的输出端的直流线之间，所述交流滤波电感与所述逆变器的输出端连接，所述交流滤波电容并联在所述交流滤波电感输出端的交流线之间，所述三相隔离变压器与所述交流滤波电感的输出端连接。第二方面，本专利技术提供一种轨道车辆辅助供电装置控制方法，所述车辆辅助供电装置包括：整流器、逆变器、第一控制器、第二控制器；所述整流器接入单相交流电压电源，所述整流器与所述逆变器连接；所述第一控制器与所述整流器连接，所述第二控制器与所述逆变器连接；所述方法包括：所述第一控制器接收所述整流器输出的直流电压，并根据所述整流器的第一电压给定值，对所述整流器输出的所述直流电压进行调整，以使所述整流器输出的直流电压稳定在所述第一电压给定值；所述第二控制器接收所述逆变器输出的三相交流电压，并根据所述逆变器的第二电压给定值，对所述逆变器输出的三相交流电的电压进行调整，以使所述逆变器输出的三相交流电压稳定在所述第二电压给定值。可选地，所述整流器包括四个IGBT；所述第一控制器，包括：直流电压外环控制模块、锁相环模块、电流内环控制模块、第一调制波计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轨道车辆辅助供电装置，其特征在于，包括：整流器、逆变器、第一控制器、第二控制器；所述整流器用于接入单相交流电压电源，并将所述单相交流电压转变为直流电压；所述逆变器与所述整流器连接，用于将所述整流器输出的直流电压转变为三相交流电压；所述第一控制器与所述整流器连接，用于使所述整流器输出的直流电压稳定在第一电压给定值；所述第二控制器与所述逆变器连接，用于使所述逆变器输出的三相交流电压稳定在第二电压给定值。

【技术特征摘要】
1.一种轨道车辆辅助供电装置，其特征在于，包括：整流器、逆变器、第一控制器、第二控制器；所述整流器用于接入单相交流电压电源，并将所述单相交流电压转变为直流电压；所述逆变器与所述整流器连接，用于将所述整流器输出的直流电压转变为三相交流电压；所述第一控制器与所述整流器连接，用于使所述整流器输出的直流电压稳定在第一电压给定值；所述第二控制器与所述逆变器连接，用于使所述逆变器输出的三相交流电压稳定在第二电压给定值。2.根据权利要求1所述的轨道车辆辅助供电装置，其特征在于，所述整流器包括四个绝缘栅双极型晶体管IGBT；所述第一控制器，包括：直流电压外环控制模块、第一调制波计算模块、第一正弦脉冲宽度调制SPWM模块；所述整流器上设置有第一电压传感器，所述直流电压外环控制模块用于从所述第一电压传感器接收所述整流器的输出电压的瞬时值，并根据所述整流器的所述第一电压给定值，计算得到第一调制量；所述一调制波计算模块与所述直流电压外环控制模块连接，用于接收所述第一调制量，对所述第一调制量进行信号调制，计算得到第一调制波信号；所述第一SPWM模块分别与所述第一调制波计算模块和所述四个IGBT连接，用于接收所述第一调制波信号，并根据所述第一调制波信号计算得到四路第一PWM脉冲驱动信号，以使所述整流器的四个所述IGBT根据所述第一PWM脉冲驱动信号输出的直流电压值稳定在所述第一电压给定值的直流电压。3.根据权利要求2所述的轨道车辆辅助供电装置，其特征在于，所述第一控制器，还包括：锁相环模块、电流内环控制模块；所述电流内环控制模块分别与所述直流电压外环控制模块、所述第一调制波计算模块以及所述锁相环模块连接；所述锁相环模块还与所述第一调制波计算模块连接；所述整流器上设置有第二电压传感器，所述锁相环模块用于从所述第二电压传感器接收所述整流器的输入电压的瞬时值，并根据所述整流器的输入电压的给定角频率，计算得到所述整流器的输入电压的实际相位角；所述整流器上设置有第一电流传感器，所述电流内环控制模块，用于从所述第一电流传感器接收所述整流器的输入电流的瞬时值、从所述直流电压外环控制模块接收所述第一调制量、从所述锁相环模块接收所述整流器的输入电压的实际相位角，并计算得到第二调制量；所述第一调制波计算模块，具体用于从所述电流内环控制模块接收所述第二调制量、从所述锁相环模块接收所述整流器的输入电压的实际相位角，并根据所述整流器的输入电压的实际相位角对所述第二调制量进行信号调制，计算得到第二调制波信号；所述第一SPWM模块，具体用于接收所述第二调制波信号，并根据所述第二调制波信号，计算得到四路第二PWM脉冲驱动信号，以使所述整流器的四个所述IGBT根据所述第二PWM脉冲驱动信号输出的直流电压值稳定在所述第一电压给定值的直流电压。4.根据权利要求1所述的轨道车辆辅助供电装置，其特征在于，所述逆变器包括六个IGBT；所述第二控制器，包括：交流电压环控制模块、第二调制波计算模块、第二SPWM模块；所述逆变器上设置有第三电压传感器，所述交流电压环控制模块用于从所述第三电压传感器接收所述逆变器的输出电压的瞬时值，并根据所述逆变器的所述第二电压给定值，计算得到第三调制量；所述第二调制波计算模块与所述交流电压环控制模块连接，用于接收所述第三调制量，对所述第三调制量进行信号调制，计算得到第三调制波信号；所述第二SPWM模块分别与所述第二调制波计算模块和所述六个IGBT连接，用于接收所述第三调制波信号，并根据所述第三调制波信号计算得到六路第三PWM脉冲驱动信号，以使所述逆变器的六个IGBT根据所述第三PWM脉冲驱动信号输出的三相交流电压值稳定在所述第二电压给定值。5.根据权利要求4所述的轨道车辆辅助供电装置，其特征在于，所述第二控制器，还包括：与所述第二调制波计算模块连接的负载电流前馈控制模块；所述逆变器上设置有第二电流传感器，所述负载电流前馈控制模块用于从所述第二电流传感器接收三相负载电流，并计算得到第四调制量；所述第二调制波计算模块，具体用于从所述交流电压环控制模块接收所述第三调制量、从所述负载电流前馈控制模块接收所述第四调制量，并对所述第三调制量、所述第四调制量进行信号调制，计算得到第四调制波信号；所述第二SPWM模块，具体用于接收所述第四调制波信号，并根据所述第四调制波信号计算得到六路第四PWM脉冲驱动信号，使所述逆变器的六个IGBT根据所述第三PWM脉冲驱动信号输出的三相交流电压值稳定在所述第二电压给定值。6.根据权利要求5所述的轨道车辆辅助供电装置，其特征在于，所述第二控制器，还包括：与所述第二调制波计算模块连接的直流母线电压前馈控制模块；所述直流母线电压前馈控制模块用于从所述第一电压传感器接收所述整流器的输出电压的瞬时值，并计算得到第五调制量；所述第二调制波计算模块，具体用于从所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨伟，相里燕妮，张鹏，岳文开，高波，李航，
申请(专利权)人：西安中车永电捷通电气有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61