[发明专利]一种电力机车四象限变流器电流低次谐波抑制方法

权利要求书

1.一种电力机车四象限变流器电流低次谐波抑制方法，其特征在于包括四象限控制算法、四象限调制算法和谐波抑制算法；

其中谐波抑制算法包括以下步骤：

将四象限变流器输入电流转换到旋转坐标系下的谐波次d轴电流和谐波次q轴电流，经过低通滤波器滤波后，得到谐波电流的d轴直流分量和q轴直流分量；

将得到的各次谐波电流d轴直流分量和q轴直流分量作为反馈量，与给定量构成PI控制闭环，通过闭环控制方式将各次谐波电流的直流分量调节为零，输出量为各次谐波旋转坐标下的d轴和q轴误差电压分量；

将各次谐波旋转坐标下的d轴和q轴误差电压分量转换到基波旋转坐标下的d轴和q轴电压谐波分量；

将基波旋转坐标下的d轴电压谐波分量相加构成基波旋转坐标下的谐波d轴电压调节总量；将基波旋转坐标下的q轴电压谐波分量相加构成基波旋转坐标下的谐波q轴电压调节总量；谐波d轴电压调节总量作为前馈项送入到四象限控制算法中的基波d轴PI控制器输出项参与运算；谐波q轴电压调节总量作为前馈项送入到四象限控制算法中的基波q轴PI控制器输出项参与运算；

四象限控制算法运算出谐波抑制功能的指令电压，将指令电压送入脉冲调制模块进行四象限调制算法得到PWM脉冲，脉冲送入四象限变流器的IGBT中。

2.根据权利要求1所述的一种电力机车四象限变流器电流低次谐波抑制方法，其特征在于该方法为单独使用控制算法实现的四象限电流低次谐波抑制方法，采用DSP+FPGA组成的硬件构架，其中DSP芯片完成四象限控制算法、四象限调制算法和谐波抑制算法，FPGA完成四象限整流所需的数据采样，上位机通讯，脉冲及死区设置，其中FPGA中设置了过流、过压硬件保护与软件保护构成双重保护。

3.根据权利要求1所述的一种电力机车四象限变流器电流低次谐波抑制方法，其特征在于谐波抑制算法是对三次谐波和五次谐波进行抑制，三次和五次谐波电流的d轴直流分量和q轴直流分量的具体运算过程如下：

将四象限输入电流i_s与C_abc-dq3相乘即可得到在旋转坐标系下的3次d轴电流i_d3和3次q轴电流i_q3，即经过低通滤波器滤波后，得到3次谐波电流的d轴直流分量和q轴直流分量

将四象限输入电流i_s与C_abc-dq5相乘即可得到在旋转坐标系下的5次d轴电流i_d5和5次q轴电流i_q5，经过低通滤波器滤波后，得到5次谐波电流的d轴直流量分量和q轴直流分量

4.根据权利要求3所述的一种电力机车四象限变流器电流低次谐波抑制方法，其特征在于谐波旋转坐标下的d轴和q轴误差电压分量的具体运算过程如下：

将d轴、q轴直流分量作为反馈量，与给定量和构成PI控制闭环，通过闭环控制方式将3次谐波电流的直流分量调节为零，输出量为3次谐波旋转坐标下的d轴和q轴误差电压分量u_d3、u_q3；

将d轴、q轴直流分量作为反馈量，与给定量和构成PI控制闭环，通过闭环控制方式将5次谐波电流的直流分量调节为零，输出量为5次谐波旋转坐标下的d轴和q轴误差电压分量u_d5、u_q5。

5.根据权利要求4所述的一种电力机车四象限变流器电流低次谐波抑制方法，其特征在于基波旋转坐标下的d轴和q轴电压谐波分量具体运算过程如下：

将3次谐波旋转坐标下的误差电压分量u_d3、u_q3转换到基波旋转坐标下的电压谐波分量u_d3-1、u_q3-1，

将5次谐波旋转坐标下的误差电压分量u_d5、u_q5转换到基波旋转坐标下的电压谐波分量u_d5-1、u_q5-1，