[发明专利]四象限变流器的电流采样电路及方法

说明书

本发明提供一种四象限变流器的电流采样电路及方法。该电路包括：第一计数器、第二计数器、比较器以及采样器，第一计数器与第二计数器皆与比较器电连接，比较器还与四象限变流器的功率开关组电连接，第二计数器还与采样器电连接，采样器与采样调理电路电连接，采样调理电路与四象限变流器的功率开关组电连接。本发明解决了低开关频率对四象限变流器电流采样频率的限制，以使交流电流的采样频率提高，并尽可能多的采样到了交流电流的基波成分，有利于四象限变流器对交流电流的控制。

技术领域

本发明涉及电气设备控制技术，尤其涉及一种四象限变流器的电流采样电路及方法。

背景技术

四象限变流器是电力机车交-直-交传动系统中的新型电源侧变流器，具有很高的基波功率因数、较低的谐波电流干扰和优异的再生制动性能。随着四象限变流器应用领域的不断拓展，会要求增大四象限变流器的功率。当四象限变流器的功率增大时，绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)器件的电压和功率随之增大。受高压大功率IGBT器件开关损耗及温升制约，需要降低四象限变流器的开关频率。

在实际工程应用中，四象限变流器网侧电流的采样通常是在脉宽调制载波的波谷处启动模拟数字转换器(Analog-to-digital converter，ADC)来进行电流采样。然而，现有的四象限变流器的低开关频率会导致采样频率降低，造成采样电流严重失真，无法获取较好的采样电流波形。

发明内容

本发明提供一种四象限变流器的电流采样电路及方法，以克服低开关频率导致现有的四象限变流器由于低开关频率会导致采样频率降低进而无法获取较好的电流波形的问题。

第一方面，本发明提供一种四象限变流器的电流采样电路包括：第一计数器、第二计数器、比较器以及采样器，所述第一计数器与所述第二计数器皆与所述比较器电连接，所述比较器还与所述四象限变流器的功率开关组电连接，所述第二计数器还与所述采样器电连接，所述采样器与采样调理电路电连接，所述采样调理电路与所述四象限变流器的功率开关组电连接，其中所述第一计数器的计数参数包括：第一初值PHASE1和第一最大值PRD1，0≤PHASE1<PRD1，PHASE1为正整数，PRD1＝0.5×f_c/f，f_c为所述四象限变流器的开关频率，f为所述第一计数器的计数频率，且所述第一计数器采用增减计数方式，所述第一计数器的初始计数方向为D1，其中D1＝1为增计数，D1＝-1为减计数，所述第二计数器的计数参数包括：第二初值PHASE2和第二最大值PRD2，0≤PHASE2<PRD2，PHASE2为正整数；其中

所述第二计数器采用增减计数方式时，PRD2＝PRD1/4，第二初值PHASE2由PHASE1-D1*T_d*f_c确定，T_d为所述采样调理电路的延时时间，当所述第二计数器计数到0，所述采样器对电网侧的交流电流进行采样；

或者

所述第二计数器采用增计数方式或减计数方式时，PRD2＝PRD1/2，第二初值PHASE2由PHASE1-D1*T_d*f_c确定，T_d为所述采样调理电路的延时时间，当所述第二计数器计数到0或第二最大值PRD2时，所述采样器对电网侧的交流电流进行采样。

第二方面，本发明提供一种四象限变流器的电流采样方法，所述方法通过如上所述的电流采样电路实现，所述方法包括：

控制所述第一计数器和所述第二计数器开始计数；

若所述第二计数器采用增减计数方式，在所述第二计数器计数到0时，控制所述采样器对电网侧的交流电流进行采样；

若所述第二计数器采用增计数方式或减计数方式，在所述第二计数器计数到0或第二最大值PRD2时，控制所述采样器对电网侧的交流电流进行采样。