[发明专利]一种自适应无拍频控制方法及装置

说明书

本发明提供了一种自适应无拍频控制方法及装置，应用于电机，所述方法包括：设置若干参数；获取有效电网频率；获取有效拍频分量；获取所述电机的电流峰峰值和电磁转矩峰峰值，并计算转矩峰峰值修正系数和电流峰峰值修正系数；根据所述参数修正用于控制所述电机的磁链，进行无拍频控制所述电机。本申请可以快速精确地响应未知供电频率和幅值的单相电网，并在不改变现有牵引变流器脉冲执行方式前提下，仅通过补偿系数优化变流器控制参数优化实现无拍频控制技术，且补偿参数修正简单、易于实现，能有效抑制异步调制、同步调制和方波控制时的拍频现象，精准地降低牵引变流器输出电流和电机转矩波动。

技术领域

本发明涉及轨道交通领域列车无拍频控制领域，尤其是一种自适应无拍频控制方法及装置。

背景技术

全球不同国家现在电气化铁路供电方式不同，一些国家使用低频交流电来给电力机车供电。德国、奥地利、瑞士、挪威和瑞典使用15kV/16.67Hz的交流电。中国、法国、英国、芬兰、丹麦、日本使用单相25kV/50Hz电力供应。美国使用11kV/25Hz、12.5kV/25Hz、12.5kV/60Hz或25kV/60Hz的交流电。列车的牵引变流器需要适应不同供电方式，保障列车运行安全。

牵引变流器没有连接二次谐振电路时，其输入和输出功率皆以网压的2倍频脉动，由此导致直流母线中含有网压的2倍频率分量。当牵引逆变器由波动的直流母线电压供电时，它会产生附加的谐波，这是由逆变器开关功能和直流母线纹波之间的调制引起的，这些被称为拍频成分。其拍频低于基本频率时，当逆变器在纹波频率附近工作时会出现问题。在这种情况下，由拍频部分的电动机电抗变小，导致大的拍频电流流入电动机。低频拍频电流有许多不利影响，最严重的是转矩脉动，它会引起速度抖动和严重的机械振动。对于大型驱动器，低频转矩脉动产生的声音噪声是非常难以忍受的。另外，拍频电流是无用的，并且固有地在定子和转子铜中产生额外的损耗，降低了电动机的效率和寿命。此外，有必要增加逆变器设备的额定功率(尺寸过大)，以适应电流水平的提高。因此研发大功率牵引变流器的无拍频控制功能显得极为重要。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种自适应无拍频控制方法及装置，能够有效准确辨识拍频频率并自动消除低频拍频电流和力矩脉动，使大功率列车牵引变流器省去相关硬件部件，提高列车的整体性能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种自适应无拍频控制方法，应用于电机，其特征在于，所述方法包括：

步骤一，设置包括拍频分量、电网频率的初始值、转矩峰峰差值、电流峰峰差值允许偏差、转矩峰峰值补偿系数、电流峰峰差值补偿系数调节值和权重系数值；

步骤二，获取有效电网频率；

步骤三，获取有效拍频分量；

步骤四，获取所述电机的电流峰峰值和电磁转矩峰峰值，并计算转矩峰峰值修正系数和电流峰峰值修正系数；

步骤五，根据所述有效电网频率、有效拍频分量、所述转矩峰峰值修正系数和所述电流峰峰值修正系数，修正用于控制所述电机的磁链，进行无拍频控制所述电机。

比较好的是，本发明进一步提供了一种自适应无拍频控制方法，其特征在于，所述步骤四中，所述转矩峰峰值修正系数为：

其中，

ΔT表示相邻时刻的转矩峰峰值差值

表示第k时刻转矩峰峰值

T_k-1^pp表示第k-1时刻转矩峰峰值

T_const表示转矩峰峰差值允许偏差

μ_T表示转矩峰峰值补偿系数调节值