16]U，= U，mX sin ( θ ’)；
[0017]3) B相锁相阶段:过渡过程完成，将锁相环对B相电压信号锁相，则有
[0018]U，= U，mXsin( Θ，)= Uiiib X sin ( θ，)= uB；
[0019]以此利用锁相环的实现电压重构，克服频率跳变、缩短调频调相时间，减小相位调整过程对中性段逆变器供电系统和车载牵引传统的不利影响。
[0020]在上述2)步骤切换过渡阶段:如果Udia= u mB，则U’ m= u u mB;如果u ^ u mB，或者当UmA与u mB差值较大时，则可设置一条过渡曲线，使u’。]按照要求的斜率上升或下降从Uim调整至u mB，以达到平滑过渡的效果。
[0021]采用发明方法可以能够提高逆变器输出电压相位调整的速度、减小相位调整过程中的频率波动，降低调相过程对系统的不利影响。
【附图说明】
[0022]图1是传统地面过电分相装置的工作原理图
[0023]图2是一种改进的地面过电分相装置工作原理图
[0024]图3是不断电过电分相装置工作原理图
[0025]图4是调频调相原理图
[0026]图5是调频调相控制结构图，该方法需要两个锁相环，分别获得相位Θ、频率f和点压幅值IV并按照调频调相的原理，处理后获得所需参考电压的相位Θ ’、参考电压u’和电压幅值u’m
[0027]图6是基于锁相环的电压重构原理图
[0028]图7是基于锁相环电压重构的软硬件实现示意图
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0030]1.基本原理
[0031]利用锁相环的电压重构方法，设两个电源电压信号分别为uA、uB，K为输入信号切换开关，锁相环的输出频率为f’、输出角度为Θ ’，电源电压幅值为iu、umB，锁相环重构电压幅值为U’ m，则利用锁相环重构后的电压U’为:
[0032]U，= u? mXsin( θ ?)
[0033]式中，u，me [min (u mA, umB)，max (Uiiia, umB)]。
[0034]下面以电压参考从％向u !3切换为例说明切换过程:
[0035]I) A相锁相阶段，锁相环对A相电源进行锁相，并设A相电源的瞬时值为uA，则有
[0036]U，= U，mX sin ( θ，)= UiiiaX sin ( θ，)= uA
[0037]2)切换过渡阶段，控制系统发出指令，将锁相环的输入由A相电压信号切换至B相电压信号，则有
[0038]u，= u? mXsin( θ ?)
[0039]式中，如果UmA= Udib，则U’ m= U mA= Udib;如果Udia乒U mB，则可设置一条过渡曲线，是U’ 111按照要求的斜率上升或下降从U 周整至U Λ。
[0040]3) B相锁相阶段。过渡过程完成，将锁相环对B相电压信号锁相，则有
[0041]U，= U，mXsin( Θ，) = UnfiXsin( θ，)= uB
[0042]对于三相系统，只需根据相同的原理构建出其他两相即可。
[0043]2.实现过程
[0044]下面以不断电过电分相方案为例说明本方法的硬件实现。在不断电过电分相方案中，本发明的方法是位于核心控制器并结合相应的传感器实现的，电压传感器负责采集分相两侧接触网的电压信号％、UB，并输入至控制器模拟数字转换口，将模拟信号转换为数字信号；显然基于锁相环的电压重构可采用软件控制，电压传感器信号为锁相环的输入信号，并在控制程序的控制下，按照需要进行切换(即实现开关附图中开关K的功能)；在核心控制内编写锁相环的代码(可采用常规的锁相环、基于SOGI的锁相环等等)，并实现本发明所述的电压重构原理；将电压重构信号作为控制所需的参考网压信号，实现相应的控制。
[0045]在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员在不偏离本发明的范围和精神的情况下，对其进行的关于形式和细节的种种显而易见的修改或变化均应落在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于锁相环的电压重构方法，采用由控制系统控制逆变器给中性段供电实现列车无断电柔性通过电分相，逆变器系统由两个通过共用直流侧电容实现背靠背的单相变流器VSCjP VSC B、以及分别与VSCjP VSCb交流侧相连的单相变压器T 4和T B组成，或者是直接采用级联多电平模块串联组成；相应的传感器采集分相两侧接触网的电压信号％、uB，及列车的位置信号，其特征在于，控制系统通过控制切换锁相环的输入电压信号参考电压切换，利用锁相环输出的角度和适时测量的参考电压幅值重构电压信号形成新的参考电压信号，实现对相应参考电压信号的锁相锁相环重构，电压幅值为u’ m，则利用锁相环重构后的电压U，为:U，= U，mXsin( Θ ’ ) 式中，U’ me [min (u umB), max (Uiiia, Udib)]，两个电源电压信号分别为uA、uB，锁相环的输出频率为f’、输出角度为Θ ’，电源电压幅值为iu、UmB; 电压参考从％向!^切换切换过程为: 1)A相锁相阶段:锁相环对A相电源进行锁相，此时A相电源的瞬时值为uA，则有U，= U，mXsin( Θ，)= UiiiaX sin ( θ，)= uA 2)切换过渡阶段:控制器发出指令，将锁相环的输入由A相电压信号切换至B相电压信号，则有 U，= U，mXsin( Θ，)； 3)B相锁相阶段:过渡过程完成，将锁相环对B相电压信号锁相，则有U，= U，mXsin( Θ，)= Uiiib X sin ( θ，)= uB; 以此利用锁相环的实现电压重构，克服频率跳变、缩短调频调相时间，减小相位调整过程对中性段逆变器供电系统和车载牵引传统的不利影响。
2.根据权利要求1所述之基于锁相环的电压重构方法，其特征在于，设置一条过渡曲线，在所述2)切换过渡阶段，当umA# urt，u’ m按照过渡曲线的斜率上升或下降从u mA调整至 UmB°
3.根据权利要求1所述之基于锁相环的电压重构方法，其特征在于，对于三相系统，只需根据相同的原理构建出三相即可。
【专利摘要】本发明公开了一种基于锁相环的电压重构方法，采用由控制系统控制逆变器给中性段供电实现列车无断电柔性通过电分相，利用锁相环输出的角度和适时测量的参考电压幅值重构电压信号，形成新的参考电压信号，从而使逆变器输出的电压能够很快的进行相位转化，实现对相应参考电压信号的锁相。采用本发明能够提高逆变器输出电压相位调整的速度、减小相位调整过程中的频率波动，降低调相过程对系统的不利影响。
【IPC分类】B60M3-04
【公开号】CN104786873
【申请号】CN201510133802
【发明人】熊成林, 马俊鹏, 吴瑕杰, 冯晓云
【申请人】西南交通大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年3月25日