专利名称:具有交流变直流变换器的电气机车用控制系统的制作方法
本发明涉及具有交流变直流变换器(AC-DC Conver ter)的电气机车用的控制系统，且更具体地涉及控制系统的功率因数控制器。
为了调节电气机车的速度，在交流变直流变换器中所包含的晶闸管由点火信号控制。因为交流变直流变换器产生高谐波频率的电流，该电流形成估量噪声干扰电流，必须提供一个功率因数控制器来减小估量噪声干扰电流及改进电气机车的功率因数。许多较早的提供功率因数控制器的努力方面的例子在参考文献如日本特开昭55-100037号，昭56-19305及56-42819等中已有描述。尽管这些参考文献中的某些文献揭示了有价值的概念，但现在实用的功率因数控制器需要进一步改进。
理想的功率因数控制器应具有三个如下特征
(1)尺寸小，因为机车的空间很有限;
(2)将估量噪声的干扰电流减少到低于预定值的能力;及
(3)防止过补偿的能力，因过补偿会将滞后的功率因数改变成超前的功率因数。
本发明的目的是提供一种改进的功率因数控制器。
另一目的是提供尺寸小的控制系统。
另一目的是提供能有效地减小估量噪声干扰电流的控制系统。
本发明的另一目的是提供一种通过控制变换器以便能有效地减小估量噪声干扰电流的方法。
如果电气机车装有一种功率因数控制器，该控制器具有从无负载到100%负载状态的过渡期间相当好地去掉估量噪音干扰电流的能力，则功率因数控制器一般在尺寸上很大，且将出现过补偿，因而将功率因数从滞后的功率因数转变为超前的功率因数。在有串联连接的交流变直流变换器的电气机车中，机车的速度由控制变换器的每个相位控制角来进行调节。
因而，在本发明中，不管所有的电容是连到一个变换器，还是在变换器之间作不等量分配，为了有效地去除由变换器的相位控制角所产生的估量噪声干扰电流，应将功率因数控制器连到具有较大相位控制角的变换器上。因为每个变换器是独立地由不同的点火信号产生器供给具有不同相位控制角的点火信号，故当预定的机车状态被满足时转换变换器和点火信号产生器之间的连接。
图1表示本发明的一个实施例的示意图。
图2表示目前实用的交流变直流的变换器的输出电压的特性曲线。
图3表示在图1中所示的最佳实施例中的输出电压的特性曲线的例子。
图4及图5表示说明本发明的一实施例的性能的特性曲线。
图6表示说明一实施例的一些重要部分的波形的时间图。
图7表示本发明的另一实施例的示意图。
图8和图9表示对应于图4及图5，但为图7所示的实施例的一些特性曲线。
图10表示对应于图9的一些特性曲线。
图11及图12表示本发明的另一实施例的主电路部分及控制电路部分的示意图。
图13表示电气机车的工作的模型的一个例子。
图14表示在逆变器工作期间交流变直流变换器的一些特性曲线。
图15表示说明图11及图12所示的实施例的一些重要部分的波形的时间图。
图16及图17表示本发明的其他实施例的主电路部分的示意图。
图18表示图17的电路的交流变直流变换器的输出电压的特性曲线的一个例子。
图1表示本发明的最佳实施例的示意图。在该图中，Tr指变压器，其初级绕组N1的一端连到架空线Tw，该线经导电弓与地上的交流变电站(图中未画出)相连，及初级绕组的另一端经电气上导电的轮子(未画出)与一参考电位如地相连。N21及N22指变压器Tr的次级绕组，有混合电桥分别与其相连。N3指变压器Tr的第三绕组。混合电桥分别包括两个二极管D1和D2及D3，D4且分别包含两个晶闸管Th1和Th2及Th3和Th4，该电桥被安排成串联方式，有平滑电感LD及一直流主电动机M与其串联。电桥Br1和Br2的工作是作为交流变直流变换器。PFC指功率因数控制器其用虚线包围表示，其中包括用背对背接法的并联的两个晶闸管Th5，Th6的串联电路;电阻Rs，平滑电感Ls及电容Cs连到电桥Br1。Ed1、Ed2及Ed指直流电压，其中前两个电压由电桥Br1及Br2分别产生，Ed是加到直流主电动机M上的两个电桥的输出电压的总和。
CT指变流器，它可检测在初级绕组N1中流过的导电弓电流Ip并提供电流信号Ia。DCCT指直流变流器，它可检测在直流主电动机M中流过的电动机电流Im并提供电流反馈信号Imf。第三绕组N3提供对应于加到绕组N1的交流电压的交流电压ea。PCC指功率因数控制器接通一断开控制电路，该电路当机车的输入功率的功率因数根据信号Ia及ea超过预定值时产生点火信号Th5G及Th6G。PI指比例及积分运算放大器，其上加有加法器AD1输出的差分信号，与其在一起的有信号Imf及预定参考电流信号Imp。APPS1及APPS2指自动脉冲移相器，它能产生在交流电压ea的基础上并对应于输入信号Ec1，Ec2的具有相位控制角的点火信号。将PI的输出信号作为输入信号加到APPS1，及将加法器AD2输出的差分信号作为输入信号加到APPS2，与其在一起的有比例的积分运算放大器PI的输出信号及预定的偏置信号VB。接着APPS1及APPS2产生分别具有对应于PI放大器的输出的不同相位控制角α1和α2的相位控制信号T1和T2及T3和T4。CP指比较器，当测出的机车速度信号V超过预定参考速度信号VRf时它提供与交流电压ea同步的门变换信号G。
Log指逻辑变换电路，它包括四个与门A1、A2、A3和A4，4个禁止门I1、I2、I3和I4，及四个或门O1、O2、O3和O4。在逻辑变换电路中将各门进行组合从相应的相位控制信号给出点火信号如下
门变换 APPS1APPS2
信号G T1(+α1) T2(-α1) T3(+α2) T4(-α2)
“0” Th1GTh2GTh3GTh4G
“1” Th3GTh4GTh1GTh2G
其中Th1G、Th2G、Th3G和Th4G指分别加到晶闸管Th1、Th2、Th3、和Th4的栅极上的点火信号。
T1、T2、T3和T4指从APPS1和APPS2来的相位控制信号;及“+”和“-”符号指相位控制信号是交流电压ea的正半波还是负半波，同时α1和α2分别指相位控制角的值。
在图1的实施例中，当测出的速度信号V低于参考信号VRf时比较器CP的输出为0，从APPS1来的相位控制信号T1和T2加到逻辑电路以触发点火信号Th1G和Th2G，该信号接着加到电桥Br1的晶闸管Th1和Th2的栅极上，及从APPS2来的相位控制信号T3和T4加到逻辑电路以触发点火信号Th3G和Th4G，该信号接着加到电桥Br2的晶闸管Th3和Th4的栅极端。然而当测出的速度信号V超过参考信号VRf时，比较器CP的输出变为“1”，APPS1的相位控制信号T1和T2加到逻辑电路以触发点火信号Th1G、Th2G，它们接着加到电桥Br2，APPS2的相位控制信号T3和T4加到逻辑电路以触发加到电桥Br1的点火信号Th3G、Th4G，这意味着功率因数控制器PFC连到加有具有较大相位控制角的相位控制信号且产生估量噪声干扰电流Jp的较大部分的电桥上。换句话说，功率因数控制器PFC最有效地减少了高谐波频率的电流并因而经变换相位控制角来抑制估量噪声干扰电流JP
图2和图3分别表示从常规控制系统和图1所示的实施例所得到的交流变直流转换器输出电压的特性曲线的例子。如图2所示，在常规系统中每个电桥Br1和Br2分开地且唯一地由不同的自动脉冲移相器APPS1和APPS2从最大控制角到最小控制角进行控制。控制电桥Br2的起点产生在电桥Br1已建立起直流电压Ed1的预定值之后并由加法器AD2上的偏置电压VB的值决定。
相反地，如图3所示，在图1的实施例中，当机车速度低于预定参考信号VRf时电桥Br1由APPS1控制，而电桥Br2由APPS2控制。然而，当速度信号V的值超过参考信号VRf时，由从APPS1和APPS2来的相位控制信号T1、T2、和T3、T4所触发的点火信号被分别从电桥Br1和Br2转换到电桥Br2和Br1。在后一情况中，电桥Br1的输出直流电压Ed1下降，这是因为控制电桥Br1的相位控制角比在机车速度信号V超过VRf而引起突然下落的转换前的相位控制角大。这意味着连有功率因数控制器PFC的电桥Br1作为交流变直流变换器工作以控制直流电压Ed及由具有大相位控制角的电桥所产生的估量噪声干扰电流Jp的振幅当该电桥连到PFC时有效地降低。
众所周知，估量噪声干扰电流Jp定义如下
<math><msub><mi> J </mi><mi>P</mi></msub><mi> = </mi><munderover><mi>Σ</mi><mi>n = 1</mi><mi> n </mi></munderover><msub><mi> (S </mi><mi>n</mi></msub><mi> × ｜ I </mi><msub><mi></mi><mi>n</mi></msub><mi> ｜ ) </mi><msup><mi></mi><mi>2</mi></msup><mi> </mi></math>
其中n谐波频率的序数;
In包括在导电弓电流Ip中的n次谐波电流;及
Sn如由CCITT(国际电报和电话协商委员会)所定义的n次谐波的噪声系数。
图4及图5表示能说明本发明的一个实施例的优点的特性曲线。图4及图5的水平轴表示机车的速度，而垂直轴分别表示估量噪声干扰电流Jp，相位控制角α，直流电压Ed，直流主电动机电流Im，直流主电动机M的场电流If，及导电弓电流Ip和功率因数λ。图4所表示的不同数据是在机车靠近向机车供电的变电站运行的条件下测出的。当电桥首先以图3所示方式进行控制时Jp0，Jp1和Jp2分别表示当电桥Br1首先如图3所示进行控制时在没有使用功率因数控制器PFC时、功率因数控制器PFC连到电桥Br2时及功率因数控制器PFC连到电桥Br2时的估量噪声干扰电流。α1和α2表示电桥Br1和Br2的相位控制角。Ip0，Ip1和Ip2分别表示在不同功率因数控制器PFC时、功率因数控制器PFC连到电桥Br1及功率因数控制器PFC连到电桥Br2时的导电弓电流。λ0和λX分别表示在不用功率因数控制器PFC时和用功率因数控制器PFC时机车的功率因数。
如可从图4中明白的那样，估量噪声干扰电流Jp在低速区(例如＜20公里/小时)比在高速区大，而在低速区和高速区之间Jp1和Jp2与Jp0有相反的关系。
当电桥Br1首先由功率因数控制器PFC控制时，Jp变得在高速区较大，如由Jp1所示。相反，在功率因数控制器PFC连到电桥Br2的场合，Jp变得在低速区较大，这是因为由电桥Br2所产生的高谐波频率的电流未完全被连到电桥Br1的功率因数控制器PFC减小。
图5表示在与得出图4所示的数据条件相同的条件下从最佳实施例所得出的不同数据。在图5中V1指功率因数控制器接通一断开控制电路PCC能提供点火信号Th5G和Th6G以便将功率因数控制器PFC连到电桥Br1时的速度。V2指比较器CP能提供转换信号G将APPS1和APPS2的相位控制信号T1、T2和T3、T4分别从电桥Br1和Br2转换到电桥Br2和Br1时的速度。因而在该实施例中，分别在速度零与V1之间得到Jp0、Ip0和λ0，在速度V1和V2之间得到Jp1，Ip1和λX，及超过速度V2时得到Jp2，Ip2，和λX。电桥Br1和Br2的相位控制角α1和α2在速度V2处转换。比较图4和图5就可以明白，估量噪声干扰电流Jp的振幅被抑制到Jp2的电平上。
这是通过将相位控制角从α1转换到α2所完成的，从而当Br2的相位控制角从α2变到α1时Br1的相位控制角从α1变到α2。
图6表示作为时间的函数所画出的说明交流电压ea，直流电压Ed1、Ed2和Ed，晶闸管点火信号Th1G、Th2G、Th3G和Th4G，相位控制信号T1、T2、T3和T4及门变换信号G的时间图。
如图6所示，在时间t1，产生门变换信号G，然后电桥Br1和Br2的相位控制角从α1变到α21和从α2变到α11。因而，尽管有效直流电压Ed没有变化但电桥Br1和Br2的直流电压Ed1和Ed2已互相转换。
图7表示本发明的另一实施例的示意图。该实施例与图1所示的实施例除去功率因数控制器PFC和功率因数控制器接通一断开控制电路PCC外是相似的。功率因数控制器PFC被分成两个功率因数控制器PFC11和PFC12;两控制器的总电容与图1的PFC的电容相同。然而两功率因数控制器中的一个控制器(例如PFC11)的电容大于另一个控制器的电容。当机车的功率因数超过第一预定值时功率因数控制器接通一断开控制电路PCC提供点火信号Th51G和Th61G，该信号使具有较大电容与电桥Br1相连的功率因数控制器(即PFC11)连到电桥Br1的两端，而当机车的功率因数超过比第一预定值大的第二预定值时则提供点火信号Th52G和Th62G，该信号使与电桥Br2相连具有较小电容的功率因数控制器(即PFC12)连到电桥Br2的两端。
图8和图9表示图7所示实施例的与图4和图5相对应的特性曲线。当与图4和图5相比时为了简化附图仅表示估量噪声干扰电流Jp与功率因数λ。图8表示的不同数据是在机车在距变电站约10公里处运行的条件下测出的。Jp0、Jp3、Jp4和Jp5分别表示在两个功率因数控制器PFC11和PFC12都不用时，PFC11连到电桥Br1时，PFC11和PFC12分别连到电桥Br1和Br2时，及PFC11和PFC12分别连到电桥Br2和Br1时的估量噪声干扰电流，其电桥Br1首先按图3所示方式进行控制。λ0，λ3、λ4及λ5分别表示在PFC11和PFC12都不用时，PFC11连到电桥Br1时，PFC11和PFC12分别连到电桥Br1和Br2时及PFC11和PFC12分别连到电桥Br2和Br1时的机车的功率因数。
图9表示图7所示的实施例的数据，该数据是在与图8所示的数据有相同条件的情况下获得的。在图9中，V3指功率因数控制器接通一断开控制电路PCC能提供点火信号Th51G和Th61G使PFC11连到电桥Br1时的速度。V4指PCC能进一步提供点火信号Th52G和Th62G使PFC12连到电桥Br2时的速度。速度V4等于速度V1。V5指比较器CP能提供门变换信号G以便将APPS1和APPS2的相位控制信号T1、T2和T3、T4分别从电桥Br1和Br2变换到电桥Br2和Br1时的速度。因而在此实施例中Jp0和λ0在速度零和V3之间产生;Jp3和λ3在速度V3和V4之间产生;Jp4和λ4在速度V4和V5之间产生;及Jp5和λ5在大于速度V5时产生。电桥Br1和Br2的相位控制角α1和α2在速度V4处变换。比较图8和图9就可以明白，估量噪声干扰电流Jp的幅度被抑制到Jp5的幅度。这是由相位控制角在α1和α2之间的变化所完成的。在该实施例中获得以下的附加优点。其电容比图1所示的PFC的电容小的功率因数控制器PFC11在速度V3时连到电桥Br1，速度V3比速度V1低。然后在速度V3和V1(＝V4)之间，功率因数λ与图1所示的实施例相比有了改进，因为电容在两功率因数控制器之间进行分配允许PFC12在比总电容连到单个电桥的实施例中可能的速度还要低的速度连到电桥Br2。
在图7的实施例中，可以作小的变化。即功率因数控制器PFC11的电容可以做得比PFC12的电容小些。当然总电容应不变。在此情况下，如图10所示，估量噪声干扰电流Jp和功率因数λ从Jp3和Jp4及λ3和λ4变化到Jp′3和Jp′4及λ′3和λ′4。如在图10中用剖面线所示，由于这种小变化两特性曲线变得不大理想。
图11和图12表示另一实施例的主电路的主电路部分和控制电路部分的示意图。除去二极管D1、D2、D3和D4已由晶闸管Th11、Th21、Th31和Th41所取代外图11所示的电路与图1所示的电路相似。因而用此实施例后，当机车突然要停下来时机车能工作在再生工作方式。图12表示图11所示的主电路的控制电路的主要部分。在图12中省去电桥Br2的晶闸管用的一些门电路和图1所示的自动脉冲移相器APPS1，和APPS2的输入电路以便使图简化。在图12中βC指最小超前控制角(βmin)计算器，它能用加到电桥的交流电压VP与预定的换向裕度角信号γ提供最小超前控制角信号(βmin)用于稳定的再生工作。PD指极性检测器，它提供交流电压ea的极性信号。P指一端点，当机车是在供电工作下时该端点上给出信号“1”。COMP1和COMP2指比较器，它当测得速度信号V超过参考信号VRf时该比较器能提供门变换信号G1，当测得的速度信号V变得低于参考信号VRfb时则该比较器能提供门变换信号G2。当机车是在供电工作(Powered Operation)或再生工作(Regeneration Operation)下时有选择地使用信号G1和G2中的一种作为门变换信号G。对于一些门，词头字母A、I和O分别指与门、禁止门和或门，如图1所示。点火信号Th1G、Th2G、Th11G、和Th21G的形成在图15中表示。
图13表示机车工作的工作模型(Pattern)的例子。V1、IP、Ed、If、Imp和PI分别表示速度模型图，导电弓电流模型、直流电压模型，直流主电动机M的场电流模型，直流主电动机M的参考电流模型及比例和积分运算放大器的输出模型。在图13中供电工作是在t11和t14之间的周期上，而再生工作是在t14和t16之间的周期上。在图13中，VRf和VRf6指加到比较器Comp1和Comp2的参考信号。当机车的工作方式在时间t14从供电工作改变到再生工作时比例和积分运算放大器PI的输出回到零。再者，主直流电动机M的场电流If变成相反的极性以致主直流电动机的直流电压Ed在时间t14变成反极性。
图14表示当电桥Br1和Br2工作在再生工作状态时电桥输出的一些特性曲线。当机车速度V下降到低于参考速度VRfb时加到电桥Br1和Br2的相位控制信号分别从APPS1和APPS2转换到APPS2和APPS1。
图15表示时间图其中表示有图11和图12所示的实施例的工作的一些重要部分的波形。在图15中将波形分开分别说明供电工作方式和再生工作方式，在两个循环部分期间将每个方式中的波形集中在给出有变换信号G1和G2的时间上。在供电工作和再生工作之间有一在控制信号之间所示的休息周期(此休息周期对应于图13所示的时间t14)，在此期间所有的点火信号都中断。
图16表示本发明的另一实施例的主电路部分的示意图。除去提供有第二直流主电动机M1的另一电路且每个电路分开装有功率因数控制器PFC和PFC1之外这电路和图1所示的实施例相似。本实施例的两功率因数控制器的控制电路都与图1所示的电路的控制部分相似。
图17和图18表示另一实施例的主电路部分的示意图和其交流变直流变换器的输出电压的特性曲线。在图17中由串联连接的四个整流电桥Br1、Br2、Br3和Br4将直流电压加到直流主电动机M的两端。如图17所示加到直流主电动机上的直流电压由两电桥Br1和Br2控制。如图3所述及图18所示，当机车速度V超过速度Vrf1时加到电桥Br1，Br2的相位控制信号从APPS1、APPS2转换到APPS2、APPS1。如在图18中进一步表示的那样，当机车速度超过速度Vrf2时电桥Br2、Br1的输出被移到电桥Br3、Br2及当机车速度V超过速度Vrf3时Br2、Br1的输出被移到Br4、Br2。即直流输出电压的大部分总是由与功率因数控制器PFC相连的电桥Br1进行控制。因而比起现有的控制器来，估量噪音干扰电流Jp有效地降低。
在上述说明中，尽管用来使加到电桥的相位控制信号在两自动脉冲相位移相器APPS之间变换的门变换信号G是从测出的机车速度V与速度参考信号VRf进行比较而得到的，但代表估量噪声干扰电流Jp的不同种类的其他信号可以下法得到。
(ⅰ)将测出的机车负载的幅度与一参考值进行比较，或
(ⅱ)将流经变换器的直流电流的幅度与一参考值进行比较，或
(ⅲ)将加到变换器的交流电流的幅度与一参考值进行比较，或
(ⅳ)将流经变换器的估量噪声干扰电流的振幅与一参考值进行比较。
权利要求
1、一种电气机车用的控制系统，具有两个串联的并流变直流变换器，且上述变换器之一具有可连到该处的电容，包括
利用产生点火信号对供给变换器的电流进行响应的两个点火信号产生器，每个上述点火信号用来使上述变换器的不同的变换器以预定次序工作，上述两个点火信号产生器的相位控制角是不同的及
当第一条件满足时，变换加到上述两变换器的点火信号的装置，从而使加到上述变换器中连有电容的一个变换器上的上述点火信号的相位控制角大于加到上述变换器中的另一个变换器上的另一上述点火信号的相位控制角。
2、如权利要求
1所述的控制系统，其中上述变换装置响应上述机车的速度及当速度超过预定值时上述第一条件得到满足。
3、如权利要求
1所述的控制系统，其中上述变换装置响应具有代表上述机车速度的特性的代表信号，及当代表信号的特性超过预定值时上述第一条件得到满足。
4、如权利要求
3所述的控制系统，其中上述变换器的电流是直流电流，及上述变换装置响应上述直流电流的幅度，从而上述代表信号与上述直流电流的幅度成正比。
5、如权利要求
3所述的控制系统，其中上述供给上述变换器的电流是交流电流，及上述变换装置响应上述交流电流的幅度，从而上述代表信号与上述交流电流的幅度成正比。
6、如权利要求
1所述的控制系统，其中上述电流包括一估量噪声干扰电流成份及上述变换装置响应上述估量噪声干扰电流的幅度，从而当上述估量噪声干扰电流的幅度超过预定值时，上述第一条件得到满足。
7、一种电气机车用的控制系统具有两个串联连接的交流变直流变换器，第一电容连到一个上述变换器及第二电容连到另一个上述变换器，第一个上述电容大于第二个上述电容，包括
利用产生点火信号对供给变换器的电流进行响应的两个点火信号产生器，每个上述点火信号用来使上述变换器的不同的变换器以预定次序工作，上述两个点火信号产生器的相位控制角是不同的;及
当第一条件满足时变换加到上述两变换器的点火信号的装置，从而使加到上述变换器中的一个变换器的上述点火信号的相位控制角大于加到另一个上述变换器上的点火信号的相位控制角。
8、如权利要求
7所述的控制系统，其中上述变换装置对上述机车的速度进行响应，及当该速度超过预定值时满足上述第一条件。
9、如权利要求
7所述的控制系统，其中上述变换装置对具有代表上述机车的速度的特性的代表信号进行响应，及当代表信号的特性超过预定值时满足上述第一条件。
10、如权利要求
9所述的控制系统，其中上述流经上述变换器的电流是直流电流，及上述变换装置对上述直流电流的幅度进行响应，从而上述代表信号与上述直流电流的幅度成正比。
11、如权利要求
9所述的控制系统，其中供给上述变换器的电流是交流电流，及上述变换装置对上述交流电流的幅度作出响应，从而上述代表信号与上述交流电流的幅度成正比。
12、如权利要求
7所述的控制系统，其中上述电流包括一估量噪声干扰电流分量及上述变换装置对估量噪声干扰电流的幅度进行响应，从而当估量噪声干扰电流的幅度超过一预定值时满足上述第一条件。
13、一种电气机车的控制系统，具有两个串联的可作为逆变器工作的交流变直流变换器，一个上述变换器连有一电容，包括
利用产生点火信号对流到变换器的电流进行响应的两个点火信号产生器，每个上述点火信号被用来使上述变换器的不同的变换器以预定次序工作，上述两点火信号产生器的相位控制角是不同的;及
当第一条件满足时在上述变换器带电工作期间，及当第二条件满足时在上述变换器再生工作期间变换加到上述两变换器的两个点火信号的装置，从而使加到可连有电容的一个上述变换器的上述点火信号的相位控制角大于加到上述另一个上述变换器的另一上述点火信号的相位控制角。
14、如权利要求
13所述的控制系统，进一步包括
从加到上述变换器的交流电压和上述变换器用的预定换向裕度角提供最小超前控制角信号的产生装置;
上述最小超前控制角信号与上述点火信号合在一起在再生工作期间调节换向裕度角;从而防止上述变换器的换向失败。
15、如权利要求
13所述的控制系统，其中上述变换器装置对上述机车的两种速度进行响应，当一种上述速度在供电工作期间超过一预定值时满足上述第一条件，当另一种上述速度在再生工作期间低于一预定值时满足上述第二条件。
16、如权利要求
13所述的控制系统，其中上述变换器装置对具有代表上述机车的速度的特性的两个代表信号进行响应，及当一个代表信号的特性在供电工作期间超过一预定值时满足上述第一条件，当另一个代表信号的特性在再生工作期间低于预定值时满足上述第二条件。
17、如权利要求
16所述的控制系统，其中上述流经上述变换器的上述电流是直流电流，及上述变换装置对上述直流电流的幅度进行响应，从而上述代表信号与上述直流的幅度成正比。
18、如权利要求
16所述的控制系统，其中上述供给变换器的上述电流是交流电流，及上述变换装置对上述交流电流的幅度进行响应从而上述代表信号与上述交流电流的幅度成正比。
19、如权利要求
13所述的控制系统，其中上述电流包括一估量噪声干扰电流分量及上述变换装置对上述估量噪声干扰电流进行响应，从而当上述估量噪声干扰电流的幅度超过预定值时满足上述第一和第二条件。
20、如权利要求
1的控制系统进一步包括
当机车的功率因数超过预定值时，将上述电容连到一个上述变换器的开关装置。
21、一种对具有两个串联连接的交流变直流变换器及连到一个上述变换器的电容的电气机车进行控制的方法，包括
从两点火信号产生器提供点火信号，每个上述点火信号被用来使上述变换器中的不同变换器以预定次序工作，上述两个点火信号产生器的相位控制角是不同的，及
当第一条件满足时，变换加到上述两变换器的上述两点火信号从而使加到可连有电容的一个上述变换器的上述点火信号的相位控制角大于加到另一个上述变换器的另一上述点火信号的相位控制角。
22、一种交流电气机车用的控制系统，包括
具有多个次级绕组的变压器
多个由点火信号控制及适于接收上述次级绕组的交流电压作为交流输入并具有相互串联连接的直流侧的交流变直流变换器;
适于由交流变直流变换器提供功率的主电气机车电动机;
按顺序控制上述交流变直流变换器的点火信号的相位控制角的装置;
连接在至少一个上述交流变直流变换器的交流输入端之间并具有电容、电感和电阻的功率因数控制装置;及
当第一条件满足时转换在上述变换器的一个交流变直流变换器及另一个上述交流变直流变换器之间的相位控制角的装置，从而使上述变换器的上述点火信号的相位控制角大于上述交流变直流变换器的上述另一个变换器的相位控制角。
23、如权利要求
22所述的交流电气机车用的控制系统，其中上述变换器装置在对应于上述电气机车的速度的信号已达到预定值之后适于响应上述对应的信号。
24、如权利要求
22所述的交流电气机车用的控制系统，其中上述转换装置适于响应达到预定值的交流输入电流。
25、如权利要求
22所述的交流电气机车用的控制系统，其中上述转换装置在包含在交流输入中的谐波电流的幅度已达到预定值后适于响应上述谐波电流。
26、如权利要求
22所述的交流电气机车用的控制系统，其中上述转换装置在包含在交流输入电流中的估量噪声干扰电流达到预定值之后适于响应上述噪声干扰电流。
27、如权利要求
22所述的交流电气机车用的控制系统，其中上述交流变直流变换器能工作在逆变器方式及上述转换装置适于响应对上述交流变直流变换器的供电工作和逆变器工作不同的预定值。
28、一种交流电气机车的控制系统，包括
具有多个次级绕组的变压器;
多个由点火信号控制的并适于接收上述次级绕组的电压作为交流输入并具有互相串联的直流侧的交流变直流变换器;
适于由交流变直流变换器供电的主电气机车电动机;
按顺序控制上述交流变直流变换器的点火信号的相位控制角的装置，其中在第一方式中两个上述点火信号在一起进行控制但相位控制角不同;
连在至少一个上述交流变直流变换器的交流输入端之间并具有电容、电感和电阻的功率因数控制装置;及
当上述机车的第一条件满足时转换上述变换器中连有上述功率因数控制装置的一个交流变直流变换器与另一个上述交流变直流变换器之间的相位控制角的装置，从而使上述变换器的上述点火信号的相位控制角大于上述另一个上述交流变直流变换器的相位控制角。
29、如权利要求
28所述的交流电气机车用控制系统，其中上述功率因数控制装置能可除去地连在上述交流输入之间并适于响应上述交流电气机车的预定状态而连到上述输入端。
30、如权利要求
28所述的交流电气机车，其中上述转换装置包括转换相位控制信号的半导体逻缉装置。
31、一种交流电气机车用控制系统，包括
具有多个次级绕组的变压器;
多个由点火信号控制并适于接收上述次级绕组的交流电压作为交流输入且具有互相串联的直流侧的交流变直流变换器;
适于由交流变直流变换器供电的主电气机车电动机;
按顺序控制上述交流变直流变换器的点火信号的相位控制角的装置;
连接在至少一个上述交流变直流变换器的交流输入端之间及每个包括电容、电感和电阻且上述电容之一是相对较大的电容的有不同电容量的功率因数控制装置;及
转换上述两个上述交流变直流变换器的相位控制角的装置，从而上述两个交流变直流变换器的其中一个连有具有上述相对较大的电容的一个上述功率因数装置的输出电压可以取相对较小的值。
32、如权利要求
14所述的控制系统，其中上述提供最小超前控制角信号的产生装置根据上述变换器的特性提供预定的恒定的超前控制信号。
专利摘要
一电气机车具有两个串联连接的交流变直流变换器，及一个功率因数控制器连到一个变换器。两变换器有两自动脉冲相位移相器并由响应流在变换器中的电流和参考信号之间的差信号的信号进行控制。自动脉冲移相器的一个输入信号由偏置信号进行调节。当测量到的机车的速度超过预定参考速度信号时转换从每个自动脉冲移相器到每个变换器的输出。
文档编号B60L9/12GK86102665SQ86102665
公开日1986年11月5日 申请日期1986年4月18日
发明者筒井义雄, 中村清, 木村彰, 今井勇人, 田村薰, 三浦昭 申请人:日立制作所股份有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan