[发明专利]一种辅助变流器、单相整流器及其控制方法

权利要求书

1.一种单相整流器，其特征在于，包括：

二极管单相桥，所述二极管单相桥由四组二极管组组成，每个二极管组包括多个并联的二极管，用于将交流输入电流整流为直流电流；所述二极管单相桥的输出连接到boost半桥的桥臂中点；

所述boost半桥，所述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，所述直流电容与所述boost半桥并联；

控制器，所述控制器包括直流电压闭环模块、接触网电压相位观测模块、交流电流指令生成单元、交流电流闭环单元以及脉冲生成单元，其中

直流电压闭环模块，所述直流电压闭环模块用于根据直流输出电压的采样值和直流输出电压的给定值，确定电流幅度给定值；

接触网电压相位观测模块，所述接触网电压相位观测模块用于根据当前boost半桥的占空比d，直流电压u_dc，和交流电流i的极性，计算得到输入交流电压值u_in＝(1-d)*u_dc*sign(i)；根据二次侧的电感值L和电阻R，计算得到二次侧的网压值u_net＝u_in+L*di/dt+R*i；对u_net进行积分；通过锁相环进行锁相，获得接触网电压u_net的相位信息θ；

交流电流指令生成单元，用于根据所述电流幅度给定值和所述接触网电压相位信息θ，确定电流给定值；

交流电流闭环单元，用于根据所述电流给定值和所述交流输入电流的采样值，确定占空比给定值；

脉冲生成单元，用于将所述占空比给定值转换为控制脉冲并发送至所述boost半桥；

还包括：

交流开关和预充电装置，所述交流开关和预充电装置包括并联的预充电支路、主功率支路；

所述预充电支路包括串联的预充电接触器和预充电电阻；所述预充电支路用于在首次上电时对所述直流电容进行预充电，以降低启动电流；

所述主功率支路上设置有主接触器，所述主接触器用于控制交流输入端连接或不连接至所述二极管单相桥；当预充电支路完成预充电后，所述主接触器闭合，将预充电支路旁路；以使交流输入端连接到二极管单相桥的桥臂中点；

当所述全控型器件闭合时，所述二极管单相桥的直流侧被短路，交流电流上升；当所述全控型器件断开时，所述二极管单相桥的直流侧通过所述boost半桥中的快恢复二极管向直流侧放电，交流电流下降；

所述全控型器件是IGBT器件或MOSFET器件；

还包括：

多个boost半桥；所述多个boost半桥的全控型器件并联；或者所述多个boost半桥的全控型器件交错导通；

还包括：

交流电流传感器，用于对交流输入电流进行转换，并输入至所述控制器；以及

直流电压传感器，用于对直流输出电压进行转换，并输入至所述控制器。

2.一种如权利要求1所述的单相整流器的控制方法，其特征在于，包括：

根据所述单相整流器的直流输出电压的采样值和直流输出电压的给定值，确定电流幅度给定值；

根据所述单相整流器的boost半桥的占空比、直流输出电压的采样值和交流输入电流的采样值，确定接触网电压相位；

根据所述电流幅度给定值和所述接触网电压相位，确定电流给定值；

根据所述电流给定值和所述交流输入电流的采样值，确定占空比；

将所述占空比转换为控制脉冲并发送至所述boost半桥。

3.一种辅助变流器，其特征在于，包括：

如权利要求1所述的单相整流器；

三相逆变器，所述三相逆变器的输入端与所述单相整流器的直流输出端连接。