的参考电压切换到u Β;
[0018]当电力机车从供电臂B向A运动，在中性段进行相位幅值调整时，控制器发出指令，重新构造控制系统的参考电压:
[0019]U，= U，msin( θ Β+Κ0Λ Φ);
[0020]式中，ΛΦ = θ Α- Θ B；
[0021]当完成过渡过程，也即Ke= 1，将控制系统的参考电压切换到uA;
[0022]以此方法进行相位调整，迅速完成相位切换。
[0023]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，彻底消除相位调整对牵引供电网和电力机车产生的不利影响。
【附图说明】
[0024]图1是传统地面过电分相装置的工作原理图
[0025]图2是一种改进的地面过电分相装置工作原理图
[0026]图3是不断电过电分相装置工作原理图
[0027]图4是调频调相原理图
[0028]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11’?
[0029]图6是相位差计算及相位调整不意图
[0030]图7是本发明相位幅值切换方法控制结构图
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0032]1.基本原理
[0033]本发明相位幅值切换方法，如图6和图7所示，设两个电源电压信号分别为uA、uB，锁相环输出角度分别为θ Α、θ B，且Θ ,与θ B不是传统的[0，2 ]角度值，而是一个累加值，参考电压幅值为U’ ?，确定相位调整速度系数Ke
[0034]K0 = (t-t es)/tea
[0035]其中，Kee[0，l]
[0036]按照下式构造参考电压
[0037]U，= U，msin ( Θ i+Ke Λ Φ )
[0038]电力机车从供电臂A向B运动，在中性段进行相位调整时，控制器发出指令，重新构造控制系统的参考电压:
[0039]U，= U，msin ( Θ A+Ke Λ Φ )
[0040]式中，ΛΦ = ΘΒ-ΘΑ。
[0041]完成过渡过程，也即Ke = 1，将控制系统的参考电压信号切换到u B；
[0042]电力机车从供电臂B向A运动，在中性段进行相位调整时，控制器发出指令，重新构造控制系统的参考电压:
[0043]U，= U，msin ( Θ B+Ke Λ Φ )
[0044]式中，ΛΦ = ΘΑ-ΘΒ。
[0045]完成过渡过程，也即Ke= 1，将控制系统的参考电压信号切换到u Α。
[0046]相位调整系数Ke，是可以根据实际情况进行调整的，其调整的原则是既保证调整的速度又要避免对系统的冲击。
[0047]对于三相系统，构建出一相电压信号，根据三相电压的相互关系，即可构建出另外两相电压信号。
[0048]2.实现过程
[0049]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，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 Β、以及分别与VSCjP VSC B交流侧相连的单相变压器!\和Tb组成，或者是直接采用级联多电平模块串联组成；电压传感器负责采集分相两侧接触网的电压信号uA、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；电压传感器信号为锁相环的输入信号，利用锁相环获取相应桥臂电压的相位信息(该相位信息是没有与2π进行取模运算的)，进而按照前述工作原理构造新的参考电压并在控制程序的控制下，按照需要进行切换；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相位幅值切换。
[0050]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】
1.一种实现逆变器参考电压相位快速调整的相位切换方法，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，控制系统通过电压传感器及锁相环获得相应供电臂输入电压信号的相位信息并进一步得到相位差Λ Φ，利用相位调整系数Ke系统重构相位幅值调整过程中的参考电压信号，调整过程完成后进行参考电压切换；其具体过程为: 传感器采集分相两侧接触网的电压信号UA、UB，及列车的位置信号，控制系统通过电压传感器及锁相环获得相应供电臂输入电压信号的相位信息并进一步得到相位差Λ Φ ;进行相位切换时，利用锁相环输出的角度、相位差重构电压信号形成新的参考电压信号U’，其幅值为U’ ?，则重新构造的电压U’为:U，= u? msin ( Θ j+Ke Δ Φ ) 式中，u’ ?为重构电压的幅值；Θ i为供电臂电压相位，i = A，B ;K e为相位调整速度系数，K0= (t-t es)/tea，其中，tes为电压开始调整的时刻，t ea为相位调整过程的总时间，Ke e [0,1] ;Δ Φ为两个供电臂相位差，Λ Φ = Θ g-0p，其中0g为目标供电臂电压相位，θ p为上一供电臂电压相位幅值； 当电力机车从供电臂A向B运动，在中性段进行相位幅值调整时，控制器发出指令，重新构造控制系统的参考电压:U，= U，msin( θ α+ΚθΔ Φ )； 式中，Λ Φ = θ Β- θ Α； 当完成过渡过程，也即Ke= 1，将控制系统的参考电压切换到Ub; 当电力机车从供电臂B向A运动，在中性段进行相位幅值调整时，控制器发出指令，重新构造控制系统的参考电压:U，= u’ msin( θ β+ΚθΔ Φ )； 式中，Λ Φ = θ Α- θ Β； 当完成过渡过程，也即Ke= 1，将控制系统的参考电压切换到Ua; 以此方法进行相位调整，迅速完成相位切换。2.根据权利要求1所述的相位切换方法，其特征在于，相位调整系数Ke根据实际情况进行调整的，其调整的原则是既保证调整的速度又要避免对系统的冲击。3.根据权利要求1所述的相位切换方法，其特征在于，对于三相系统，构建出一相电压信号，根据三相电压的相互关系，即可构建出另外两相电压信号。
【专利摘要】本发明公开了一种实现逆变器参考电压相位快速调整的相位切换方法，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，控制系统通过电压传感器及锁相环获得相应供电臂输入电压信号的相位信息并进一步得到相位差△ψ，利用相位调整系数Kθ系统重构相位幅值调整过程中的参考电压信号，调整过程完成后进行参考电压切换。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，彻底消除相位调整过程对系统的不利影响。
【IPC分类】B60M3/04
【公开号】CN105015366
【申请号】CN201510417497
【发明人】熊成林, 吴瑕杰, 马俊鹏, 刁飞, 冯晓云
【申请人】西南交通大学
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年7月16日