一种基于半桥结构的铁路功率调节器的控制方法

摘要

本发明公开了一种基于半桥结构的铁路功率调节器的控制方法。其中基于半桥结构的铁路功率调节器由两个半桥臂组成，中间由两个电容将两个半桥臂连接在一起，由于直流侧电压由两个串联电容供电，存在均压的问题。为了实现直流侧均压，采用一个均压PI调节器对两电容电压的偏差进行控制，均压调节器输出的偏移量直接影响两电容的充放电电流从而使偏差电压减小直至0。为了维持直流侧电压的稳定，直流侧电压外环采用了一个PI控制器，调节输出值分别乘以两供电臂的同步信号，之后与根据VV牵引系统负序和谐波补偿原理计算得到的谐波和负序补偿电流参考信号叠加，得到两半桥变换器的电流参考信号。为了实现内环电流的快速跟踪，对两变换器的输出电流采取滞环控制方法，以使两变换器输出端电流跟踪参考补偿信号，即可实现负序和谐波补偿。

主权项

1.一种基于半桥结构的铁路功率调节器的控制方法，所述基于半桥结构的铁路功率调节器包括两个单相降压变压器和半桥变换器，所述半桥变换器块包括一对开关臂和一对串联电容，一对开关臂经两个电容连接成背靠背结构；所述两个单相降压变压器原边与牵引变压器的两个二次侧供电臂连接，两单相降压变压器副边的非浮地线分别经电感与半桥变换器中的开关臂连接，两单相降压变压器浮地与半桥变换器中两电容的中点连接；其特征是，采用了双闭环控制方法对所述基于半桥结构的铁路功率调节器进行了负序、无功与谐波补偿，具体包括以下步骤：a.检测的直流侧电压u_dc通过滤波之后，得到的直流分量U_DC与参考信号U_ref作差，然后通过PI控制器调节之后输出一个电压调节信号ΔI_out(k)；b.电压调节信号ΔI_out(k)分别乘以两供电臂的同步信号sin(wt-30°)和sin(wt-90°)，然后与根据VV牵引系统负序和谐波补偿原理计算得到的负序和谐波补偿电流参考信号i_mα和i_mβ叠加，可得到外环输出的谐波和负序电流参考信号i_αr和i_βr；c.两个直流电容电压差值ΔV通过均压PI调节器之后，其输出值ΔV_out与外环输出的谐波和负序电流参考信号i_αr和i_βr叠加，得到两变换器总的电流参考信号和d.对两变换器的输出电流i_Cα和i_Cβ采取滞环控制方法，实现内环电流的快速跟踪，使两变换器输出端电流i_Cα和i_Cβ快速跟踪参考补偿信号，实现有功功率从一供电臂转移至另一供电臂，实现负序、无功与谐波补偿。