[发明专利]用于抑制周期性扰动对牵引系统中的参量的影响的方法和布置

说明书

一种用于抑制第一周期性扰动(d)对在铁道车辆上的牵引系统中的参量(y)的影响的方法，包括以下步骤：测量所述参量，将自适应算法(K)应用于所述参量的测量结果从而计算第二周期性扰动(u)，该第二周期性扰动(u)在被应用于系统时将会使得所述第一和第二周期性扰动对所述参量的总影响最小，以及应用所述第二周期性扰动(u)以影响所述参量(y)。

技术领域

本发明涉及用于抑制第一周期性扰动对铁道车辆上的牵引系统中的参量的影响的方法以及用于这种抑制的布置。

该系统可以是任意类型的，尽管电气系统作为示例被提出。

“周期性扰动”被解释为正弦扰动或者可以通过有限数量的正弦影响的和来近似的扰动。

在具有单相交流电源的牵引系统的情形中，将会产生形式为在与铁道车辆上的整流器的输出连接的直流中间链路上的电压的二次谐波分量的第一周期性扰动，这意味着周期性扰动的频率是周期性单相交流电源电压的频率的两倍。这样的二次谐波然后将直接影响铁道车辆上的逆变器的输出电压，该输出电压用于给铁道车辆上的牵引马达以及辅助负载(诸如风扇、泵、压缩机等)供应电力。这样的二次谐波必须要被抑制，以确保电力脉动不会导致马达扭矩脉动，马达扭矩脉动不仅会损坏机械系统，还会产生恼人的噪音并产生额外的马达功率损耗。这个问题通常通过在直流中间链路中安装物理二次谐波滤波器来解决。这些滤波器然后被调谐，以有效地对振荡功率分量进行分流，并因此使直流中间链路上的电压保持恒定。但是，二次谐波滤波器增加系统的重量、空间和功率损耗。为此，希望提供所述方法，该方法能够去除这些滤波器，并且作为代替通过对在给所述马达和/或辅助负载供应电能时充当逆变器并在沿相反方向供应电能时充当整流器的变换器的改进控制来抑制例如二次谐波扭矩振荡。

背景技术

对于对形式为二次谐波直流中间链路电压振荡的第一周期性扰动的影响的抑制，在文献中已经提出了几种类型的方法，例如依赖于高带宽闭环电流或扭矩控制的反馈方法，调节逆变器调制指数且仅可适用于所谓的电压控制范围的前馈方法，以及原则上在电压控制范围中和在场弱化范围中都工作的调节逆变器输出频率的前馈方法。

但是，这些方法都不能够优化所有操作点处的抑制。

发明内容

本发明的目的是提供根据相应的所附权利要求的前序部分所述的方法和布置，其通过解决以上所讨论的问题而相对于已知的此类方法和布置被改进。

该目的是关于通过提供具有在所附专利权利要求1的特征部分中列出的特征的此类方法而获得的根据本发明的方法。

因此，通过测量有问题的参量、对该测量的结果应用自适应算法以便计算在被应用于系统时将会使所述第一和第二周期性扰动对参量的总影响最小的第二周期性扰动以及应用第二周期性扰动来影响所述参量，提供一种类型的自适应前馈补偿技术，通过该技术在所有操作条件下的性能都被优化。而且，由于所提出的抑制算法自动调节参数以优化对扰动的抑制，所以它能够直接添加到现有控制之上。也就是，不需要修改已经针对同一任务的其他功能。因而，不以任何方式来去除所述第一周期性扰动，而是施加第二周期性扰动从而使得抑制第一周期性扰动对有问题参量的影响。

根据本发明的一个实施例，方法包括在步骤b)之前执行的测量所述第一周期性扰动的另一步骤d)，并且在步骤b)中，对第一周期性扰动的测量的结果在将所述自适应算法应用于所述参量的测量结果时被使用。通过测量第一周期性扰动，该抑制可以进一步改进，以对所述系统的操作条件的改变作出更快速的反应。

根据本发明的另一个实施例，频率与所述第一周期性扰动相同的所述第二周期性扰动在步骤b)中计算，并且在步骤c)中被应用以影响所述参量，这将会使得所述第一周期性扰动对所述参量的影响得以有效抑制。