[发明专利]一种单相整流器及其控制方法

说明书

本发明公开一种单相整流器及其控制方法；单相整流器包括：二极管单相桥，用于将交流输入电流整流为直流电流；二极管单相桥的输出连接到boost半桥的桥臂中点；boost半桥，boost半桥包括串联的一个快恢复二极管和一个全控型器件；用于将交流输入电流的波形控制为正弦；直流电容，直流电容与boost半桥并联；控制器，用于将交流输入电流变换为不同频率的多相电流，再对多相电流分别进行谐波控制；并通过多相坐标变换得到电压给定值，并转换成控制脉冲发送至所述boost半桥。采用本发明提供的方案，使用一种虚拟多相的方式，实现对各次谐波的单独抑制。

技术领域

本发明涉及轨道交通车载设备领域，具体而言，涉及一种单相整流器及其控制方法。

背景技术

辅助变流器是轨道车辆(机车、动车)的重要车载设备，其为列车牵引以外的辅助负载提供三相交流电源。图1示出了辅助变流器在车辆中的示意图。传统上，常用一种牵引变压器中集成辅助绕组的方式为辅助变流器供电。辅助变流器包含了一个整流器和一个三相逆变器。图2示出了现有技术中采用的整流器的示意图。这种方式中的辅助负载通常都不存在功率回馈的工况，因此整流器并不需要回馈功能。

发明人认为，传统的整流器控制方法，对低次谐波的抑制能力通常有限。

发明内容

本发明提供一种单相整流器及其控制方法，用以克服现有技术中存在的至少一个问题。

为达到上述目的，本发明提供了一种单相整流器，包括：二极管单相桥，用于将交流输入电流整流为直流电流；二极管单相桥的输出连接到boost半桥的桥臂中点；boost半桥，boost半桥包括串联的一个快恢复二极管和一个全控型器件；用于将交流输入电流的波形控制为正弦；直流电容，直流电容与boost半桥并联；控制器，用于将交流输入电流变换为不同频率的多相电流，再对多相电流分别进行谐波控制；并通过多相坐标变换得到电压给定值，并转换成控制脉冲发送至boost半桥。

可选地，控制器包括：电流虚拟多相模块，用于将交流输入电流变换为不同频率的多相电流；接触网电压相位观测模块，用于获取接触网电压的相位，以为坐标变换提供角度；多相坐标变换模块，用于通过多相坐标变换，根据接触网电压的相位，将多相电流中的基波电流和各次谐波电流，分别映射到同步速旋转和倍数同步速旋转的多个正交平面上；并对电流闭环模块产生的一组电压进行多相坐标变换，得到电压给定值；电流闭环模块，用于对基波电流平面的高次谐波进行抑制，对各次谐波平面中的各次谐波进行抑制，并产生一组电压，输入至多相坐标变换模块；直流电压闭环模块，用于调节基波电流的第二分量给定值；单位功率因数控制指令模块，用于根据基波电压第一给定值和第二给定值的比例和基波电流的第二分量给定值，生成基波电流的第一分量给定值；脉冲生成模块，用于根据多相坐标变换模块得到的电压给定值和采样得到的直流电压值，计算得到占空比，并将占空比转换为控制脉冲发送至boost半桥。

可选地，电流虚拟多相模块用于将交流输入电流进行相位延迟以获得多相电流，或者构造交流输入电流的移相函数以获得多相电流。

可选地，当多相电流为6相电流时，在通过多相坐标变换，将基波电流和各次谐波电流，分别映射到同步速旋转和倍数同步速旋转的多个正交平面上时，多相坐标变换模块用于：将6相电流从自然坐标系变换到6相静止正交坐标系，坐标变换矩阵记做T_αβ6/abc6；然后变换到6相同步旋转坐标系上，坐标变换矩阵记做T_dq6/αβ6；多相坐标变换过程如下：

其中，