本發(fā)明涉及一種變流器中間電壓的調(diào)節(jié)方法，尤其涉及一種用于電力機車的變流器中間電壓自動調(diào)節(jié)方法。

背景技術(shù)：

目前機車變流器中間電壓根據(jù)機車最大輸出功率匹配，相關(guān)功率原件長時間恒定工作在最大電壓模式下，影響部件使用壽命，故障率增加。

電力機車牽引變流器主要由四象限整流器、中間直流電路和牽引逆變器幾部分組成。當中間電壓為零時，主變壓器的牽引繞組通過充電電阻向四象限整流器供電，給中間直流回路支撐電容充電。在逆變器工作之前，牽引繞組迅速向中間直流回路支撐電容充電，直至恒定值。此時，牽引變流器起動充電過程完成，逆變器可以投入工作。中間直流回路完成充電后，以恒定電壓值工作。

IGBT若長期工作在高電壓狀態(tài)，將會反向擊穿，造成機車停運，若降低中間電壓值，則機車功率難以發(fā)揮影響機車運用。

《電氣傳動》2013年第43卷第12期《雙饋風電變流器中間電壓優(yōu)化控制策略的研究》介紹了一種針對直流母線電壓指令值跟隨網(wǎng)壓變化而變化的策略。

根據(jù)網(wǎng)壓變化調(diào)整變流器中間電壓，屬于變流器前端控制，調(diào)節(jié)范圍有限，不能根據(jù)機車工況進行調(diào)節(jié)，不能對器件進行有效保護。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是針對現(xiàn)有的電力機車變流器中間電壓的不足，根據(jù)機車負載及線路情況自動匹配中間電壓數(shù)值并實現(xiàn)適時控制。

這種電力機車變流器中間電壓自動調(diào)節(jié)方法，步驟如下：

A.信號采集單元采集變流器參數(shù)為變流器主回路參數(shù)、主變壓器參數(shù)、牽引電機參數(shù)；

B.信號采集單元將采集牽引電機電壓電流信號、電力機車的實際速度信號及門極信號；

C.傳感器將信號采集單元采集的信號傳輸給控制單元；

D.控制單元對信號進行處理，計算電力機車的理論速度，并將電力機車的實際速度與理論速度進行對比，根據(jù)電力機車實際速度輸出匹配功率；

E.控制單元根據(jù)匹配功率輸出匹配中間直流電壓。

步驟D所述的電力機車的實際速度不小于理論速度時，變流器輸出的匹配功率小于變流器的額定功率，步驟E輸出的匹配中間直流電壓小于中間直流電壓額定電壓。

步驟D所述的電力機車的實際速度小于理論速度時，變流器輸出的匹配功率為變流器的額定功率，步驟E輸出的匹配中間直流電壓為中間直流電壓額定電壓。

步驟C所述的傳感器為電壓電流傳感器、速度傳感器、門極傳感器。

本發(fā)明優(yōu)點在于：參照IGBT故障率與DC電壓相關(guān)特性圖，中間電壓越低則IGBT故障率也隨之下降。在機車實際運用中，特別是客運機車牽引模式下，由于牽引負載較小，機車通常不需要發(fā)揮滿功率運行，此時適當降低中間回路電壓，將有益于IGBT故障率的降低。

附圖說明

圖1為電力機車變流器中間電壓自動調(diào)節(jié)方法的框圖。

圖2為電力機車變流器中間電壓自動調(diào)節(jié)方法的流程圖。

圖中標記：V1-電力機車理論速度，V2-電力機車實際速度。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對電力機車變流器中間電壓自動調(diào)節(jié)方法進行進一步說明。

這種電力機車變流器中間電壓自動調(diào)節(jié)方法，步驟如下：

A.信號采集單元采集變流器參數(shù)為變流器主回路參數(shù)、主變壓器參數(shù)、牽引電機參數(shù)；

B.信號采集單元將采集牽引電機電壓電流信號、電力機車的實際速度信號及門極信號；

C.傳感器將信號采集單元采集的信號傳輸給控制單元；

D.控制單元對信號進行處理，計算電力機車的理論速度，并將電力機車的實際速度與理論速度進行對比，根據(jù)電力機車實際速度輸出匹配功率；

E.控制單元根據(jù)匹配功率輸出匹配中間直流電壓。

步驟D所述的電力機車的實際速度不小于理論速度時，變流器輸出的匹配功率小于變流器的額定功率，步驟E輸出的匹配中間直流電壓小于中間直流電壓額定電壓。

步驟D所述的電力機車的實際速度小于理論速度時，變流器輸出的匹配功率為變流器的額定功率，步驟E輸出的匹配中間直流電壓為中間直流電壓額定電壓。

步驟C所述的傳感器為電壓電流傳感器、速度傳感器、門極傳感器。

如圖2,信號采集單元采集變流器參數(shù)為變流器主回路參數(shù)、主變壓器參數(shù)、牽引電機參數(shù)，信號采集單元將采集牽引電機電壓電流信號、電力機車的實際速度信號及門極信號，電壓電流傳感器、速度傳感器、門極傳感器將牽引電機電壓電流信號、電力機車的實際速度信號及門極信號傳輸給控制單元，司機手柄級位計算電力機車理論速度V1，控制單元將信號采集單元采集到的電力機車的實際速度信號轉(zhuǎn)換為電力機車實際速度V2，電力機車的實際速度V2與電力機車的理論速度V1，電力機車的實際速度不小于理論速度時，變流器輸出的匹配功率小于變流器的額定功率，輸出的匹配中間直流電壓小于中間直流電壓額定電壓，電力機車的實際速度小于理論速度時，變流器輸出的匹配功率為變流器的額定功率，步驟E輸出的匹配中間直流電壓為中間直流電壓額定電壓。

信號采集單元采集變流器主回路、變壓器、牽引電機等信號，同時采集并結(jié)合功率模塊的門極信號、牽引電機電壓電流以及電力機車實際速度等信號在滿足機車運用條件下，通過控制單元進行中間電壓調(diào)節(jié)。通過計算司機手柄級位對應速度以及在該速度下牽引電機電壓、電流關(guān)系，控制中間電壓值。理論速度V1小于等于實際速度V2時，電力機車變流器輸出匹配功率上升到額定功率的70％以上、且在進入單脈沖控制時、將匹配中間直流電壓由2500V逐漸切換到2800V。切換時間為1秒鐘(300V/1s)。當理論速度V1大于實際速度V2時，電力機車輸出匹配功率下降到額定功率的70％以下時、將中間直流電壓由2800V逐漸切換到2500V。切換時間為1秒鐘(300V/1s)。。