軌道車輛輔助供電裝置的制作方法

本實(shí)用新型涉及車輛供電領(lǐng)域，尤其涉及一種軌道車輛輔助供電裝置。

背景技術(shù)：

軌道車輛輔助供電裝置是動(dòng)車、高鐵、地鐵、電力機(jī)車等軌道車輛的重要組成部分，它為軌道車輛的空調(diào)、制動(dòng)空壓機(jī)、充電機(jī)等設(shè)備提供供電電壓，它是軌道車輛穩(wěn)定、可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)。

現(xiàn)有技術(shù)中，軌道車輛的牽引逆變器與軌道車輛輔助供電裝置的逆變器需要共同從軌道車輛輔助供電裝置的整流器的直流側(cè)取電，但是由于牽引逆變器的起停會(huì)造成軌道車輛輔助供電裝置的整流器的直流側(cè)電壓出現(xiàn)波動(dòng)，從而造成軌道車輛輔助供電裝置的供電電壓的穩(wěn)定性變差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種軌道車輛輔助供電裝置，以解決由于牽引逆變器的起停會(huì)造成軌道車輛輔助供電裝置的整流器的直流側(cè)電壓出現(xiàn)波動(dòng)，從而造成軌道車輛輔助供電裝置的供電電壓的穩(wěn)定性變差的問題。

本實(shí)用新型提供一種軌道車輛輔助供電裝置，包括：整流器、逆變器、第一控制器、第二控制器；

所述整流器用于接入單相交流電壓電源，并將所述單相交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妷海?/p>

所述逆變器與所述整流器連接，用于將所述整流器輸出的直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)槿嘟涣麟妷海?/p>

所述第一控制器與所述整流器連接，用于使所述整流器輸出的直流電壓穩(wěn)定在第一電壓給定值；

所述第二控制器與所述逆變器連接，用于使所述逆變器輸出的三相交流電壓穩(wěn)定在第二電壓給定值。

可選地，所述整流器包括四個(gè)絕緣柵雙極型晶體管IGBT；所述第一控制器，包括：直流電壓外環(huán)控制模塊、第一調(diào)制波計(jì)算模塊、第一正弦脈沖寬度調(diào)制SPWM模塊；所述整流器上設(shè)置有第一電壓傳感器，所述直流電壓外環(huán)控制模塊用于從所述第一電壓傳感器接收所述整流器的輸出電壓的瞬時(shí)值，并根據(jù)所述整流器的所述第一電壓給定值，計(jì)算得到第一調(diào)制量；所述一調(diào)制波計(jì)算模塊與所述直流電壓外環(huán)控制模塊連接，用于接收所述第一調(diào)制量，對所述第一調(diào)制量進(jìn)行信號(hào)調(diào)制，計(jì)算得到第一調(diào)制波信號(hào)；所述第一SPWM模塊分別與所述第一調(diào)制波計(jì)算模塊和所述四個(gè)IGBT連接，用于接收所述第一調(diào)制波信號(hào)，并根據(jù)所述第一調(diào)制波信號(hào)計(jì)算得到四路第一PWM脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以使所述整流器的四個(gè)所述IGBT根據(jù)所述第一PWM脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出的直流電壓值穩(wěn)定在所述第一電壓給定值的直流電壓。

可選地，所述第一控制器，還包括：鎖相環(huán)模塊、電流內(nèi)環(huán)控制模塊；

所述電流內(nèi)環(huán)控制模塊分別與所述直流電壓外環(huán)控制模塊、所述第一調(diào)制波計(jì)算模塊以及所述鎖相環(huán)模塊連接；所述鎖相環(huán)模塊還與所述第一調(diào)制波計(jì)算模塊連接；所述整流器上設(shè)置有第二電壓傳感器，所述鎖相環(huán)模塊用于從所述第二電壓傳感器接收所述整流器的輸入電壓的瞬時(shí)值，并根據(jù)所述整流器的輸入電壓的給定角頻率，計(jì)算得到所述整流器的輸入電壓的實(shí)際相位角；所述整流器上設(shè)置有第一電流傳感器，所述電流內(nèi)環(huán)控制模塊，用于從所述第一電流傳感器接收所述整流器的輸入電流的瞬時(shí)值、從所述直流電壓外環(huán)控制模塊接收所述第一調(diào)制量、從所述鎖相環(huán)模塊接收所述整流器的輸入電壓的實(shí)際相位角，并計(jì)算得到第二調(diào)制量；所述第一調(diào)制波計(jì)算模塊，具體用于從所述電流內(nèi)環(huán)控制模塊接收所述第二調(diào)制量、從所述鎖相環(huán)模塊接收所述整流器的輸入電壓的實(shí)際相位角，并根據(jù)所述整流器的輸入電壓的實(shí)際相位角對所述第二調(diào)制量進(jìn)行信號(hào)調(diào)制，計(jì)算得到第二調(diào)制波信號(hào)；所述第一SPWM模塊，具體用于接收所述第二調(diào)制波信號(hào)，并根據(jù)所述第二調(diào)制波信號(hào)，計(jì)算得到四路第二PWM脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以使所述整流器的四個(gè)所述IGBT根據(jù)所述第二PWM脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出的直流電壓值穩(wěn)定在所述第一電壓給定值的直流電壓。

可選地，所述逆變器包括六個(gè)IGBT；所述第二控制器，包括：交流電壓環(huán)控制模塊、第二調(diào)制波計(jì)算模塊、第二SPWM模塊；所述逆變器上設(shè)置有第三電壓傳感器，所述交流電壓環(huán)控制模塊用于從所述第三電壓傳感器接收所述逆變器的輸出電壓的瞬時(shí)值，并根據(jù)所述逆變器的所述第二電壓給定值，計(jì)算得到第三調(diào)制量；所述第二調(diào)制波計(jì)算模塊與所述交流電壓環(huán)控制模塊連接，用于接收所述第三調(diào)制量，對所述第三調(diào)制量進(jìn)行信號(hào)調(diào)制，計(jì)算得到第三調(diào)制波信號(hào)；所述第二SPWM模塊分別與所述第二調(diào)制波計(jì)算模塊和所述六個(gè)IGBT連接，用于接收所述第三調(diào)制波信號(hào)，并根據(jù)所述第三調(diào)制波信號(hào)計(jì)算得到六路第三PWM脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以使所述逆變器的六個(gè)IGBT根據(jù)所述第三PWM脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出的三相交流電壓值穩(wěn)定在所述第二電壓給定值。

可選地，所述第二控制器，還包括：與所述第二調(diào)制波計(jì)算模塊連接的負(fù)載電流前饋控制模塊；所述逆變器上設(shè)置有第二電流傳感器，所述負(fù)載電流前饋控制模塊用于從所述第二電流傳感器接收三相負(fù)載電流，并計(jì)算得到第四調(diào)制量；所述第二調(diào)制波計(jì)算模塊，具體用于從所述交流電壓環(huán)控制模塊接收所述第三調(diào)制量、從所述負(fù)載電流前饋控制模塊接收所述第四調(diào)制量，并對所述第三調(diào)制量、所述第四調(diào)制量進(jìn)行信號(hào)調(diào)制，計(jì)算得到第四調(diào)制波信號(hào)；所述第二SPWM模塊，具體用于接收所述第四調(diào)制波信號(hào)，并根據(jù)所述第四調(diào)制波信號(hào)計(jì)算得到六路第四PWM脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使所述逆變器的六個(gè)IGBT根據(jù)所述第三PWM脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出的三相交流電壓值穩(wěn)定在所述第二電壓給定值。

可選地，所述第二控制器，還包括：與所述第二調(diào)制波計(jì)算模塊連接的直流母線電壓前饋控制模塊；所述直流母線電壓前饋控制模塊用于從所述第一電壓傳感器接收所述整流器的輸出電壓的瞬時(shí)值，并計(jì)算得到第五調(diào)制量；所述第二調(diào)制波計(jì)算模塊，具體用于從所述交流電壓環(huán)控制模塊接收所述第三調(diào)制量、從所述負(fù)載電流前饋控制模塊接收所述第四調(diào)制量、從所述直流母線電壓前饋控制模塊接收所述第五調(diào)制量，并對所述第三調(diào)制量、所述第四調(diào)制量、所述第五調(diào)制量進(jìn)行信號(hào)調(diào)制，計(jì)算得到第五調(diào)制波信號(hào)；所述第二SPWM模塊，具體用于接收所述第五調(diào)制波信號(hào)，并根據(jù)所述第五調(diào)制波信號(hào)計(jì)算得到六路第五PWM脈沖信號(hào)，以使所述逆變器的六個(gè)IGBT根據(jù)所述第五PWM脈沖信號(hào)輸出的三相交流電壓值穩(wěn)定在所述第二電壓給定值。

可選地，所述軌道車輛輔助供電裝置，還包括：交流電感、直流電容、交流濾波電感、交流濾波電容、三相隔離變壓器；

所述交流電感與所述整流器的輸入端連接，并接入所述單相交流電壓電源；所述直流電容并聯(lián)在所述整流器的輸出端的直流線之間，所述交流濾波電感與所述逆變器的輸出端連接，所述交流濾波電容并聯(lián)在所述交流濾波電感輸出端的交流線之間，所述三相隔離變壓器與所述交流濾波電感的輸出端連接。

從本實(shí)用新型的實(shí)施例可知，本實(shí)用新型的一種軌道車輛輔助供電裝置的整流器接入單相交流電壓電源，并將單相交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妷海荒孀兤髋c所述整流器連接，將整流器輸出的直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)槿嘟涣麟妷?；通過第一控制器與整流器連接，使整流器輸出的直流電壓穩(wěn)定在第一電壓給定值；并通過第二控制器與逆變器連接，使所述逆變器輸出的三相交流電壓穩(wěn)定在第二電壓給定值，從而使得軌道車輛輔助供電裝置獲得電壓穩(wěn)定的供電電壓，以解決現(xiàn)有技術(shù)中軌道車輛輔助供電裝置的整流器的直流側(cè)電壓出現(xiàn)波動(dòng)，而造成的軌道車輛輔助供電裝置的供電電壓的穩(wěn)定性變差的問題。

附圖說明

圖1為一示例性實(shí)施例示出的一種軌道車輛輔助供電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1所示實(shí)施例的整流器與逆變器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1所示實(shí)施例的第一控制器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖1所示實(shí)施例的第一控制器的另一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖1所示實(shí)施例的第二控制器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖1所示實(shí)施例的第二控制器的另一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為圖1所示實(shí)施例的第二控制器的另一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為一示例性實(shí)施例示出的一種軌道車輛輔助供電裝置的控制方法的流程示意圖；

圖9為另一示例性實(shí)施例示出的一種軌道車輛輔助供電裝置的控制方法的流程示意圖。

附圖標(biāo)記：

整流器110、逆變器120、第一控制器130、第二控制器140、絕緣柵雙極型晶體管111、直流電壓外環(huán)控制模塊131、第一調(diào)制波計(jì)算模塊132、第一SPWM模塊133、鎖相環(huán)模塊134、電流內(nèi)環(huán)控制模塊135、交流電壓環(huán)控制模塊141、第二調(diào)制波計(jì)算模塊142、第二SPWM模塊143、負(fù)載電流前饋控制模塊144、直流母線電壓前饋控制模塊145、交流電感150、直流電容160、交流濾波電感170、交流濾波電容180、三相隔離變壓器190。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

圖1為一示例性實(shí)施例示出的一種軌道車輛輔助供電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該軌道車輛輔助供電裝置，包括：整流器110、逆變器120、第一控制器130、第二控制器140；整流器110用于接入單相交流電壓電源，并將單相交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妷?，其中整流?10可以是四象限整流器或其他類型的整流器；逆變器120與整流器110連接，用于將整流器110輸出的直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)槿嘟涣麟妷?，用于為軌道車輛上的負(fù)載設(shè)備提供電源，如空調(diào)、制動(dòng)空壓機(jī)、照明、充電機(jī)等負(fù)載設(shè)備提供電源；第一控制器130與整流器110連接，用于使整流器110輸出的直流電壓穩(wěn)定在第一電壓給定值，其中第一控制器130可以具體為控制芯片，第一控制器130與整流器110具體為電連接，第一控制器130通過控制整流器110使其輸出電壓穩(wěn)定在第一電壓給定值，該第一電壓給定值可以根據(jù)逆變器120的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定；第二控制器140與逆變器120連接，用于使逆變器120輸出的三相交流電壓穩(wěn)定在第二電壓給定值，其中第二控制器可以具體為控制芯片，第二控制器140與逆變器120具體為電連接，第二控制器140通過控制逆變器120使其輸出電壓穩(wěn)定在第二電壓給定值，該第二電壓給定值可以根據(jù)負(fù)載設(shè)備的電壓進(jìn)行設(shè)定。

由本實(shí)施例可知，本實(shí)用新型的軌道車輛輔助供電裝置的整流器接入單相交流電壓電源，并將單相交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妷海荒孀兤髋c整流器連接，將整流器輸出的直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)槿嘟涣麟妷?；通過第一控制器與整流器連接，使整流器輸出的直流電壓穩(wěn)定在第一電壓給定值；并通過第二控制器與逆變器連接，使逆變器輸出的三相交流電壓穩(wěn)定在第二電壓給定值，從而使得軌道車輛輔助供電裝置獲得電壓穩(wěn)定的供電電壓，以解決現(xiàn)有技術(shù)中軌道車輛輔助供電裝置的整流器的直流側(cè)電壓出現(xiàn)波動(dòng)，而造成的軌道車輛輔助供電裝置的供電電壓的穩(wěn)定性變差的問題。

圖2為圖1所示實(shí)施例的整流器與逆變器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為圖1所示實(shí)施例的第一控制器的結(jié)構(gòu)示意圖，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，

整流器110包括：四個(gè)絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor，簡稱“IGBT”)111；

第一控制器130，包括：直流電壓外環(huán)控制模塊131、第一調(diào)制波計(jì)算模塊132、第一正弦脈沖寬度調(diào)制(Sinusoidal Pulse Width Modulation，簡稱“SPWM”)模塊133；

整流器110上設(shè)置有第一電壓傳感器(圖中未示出)，直流電壓外環(huán)控制模塊131用于從第一電壓傳感器接收整流器的輸出電壓的瞬時(shí)值，并根據(jù)整流器的第一電壓給定值，計(jì)算得到第一調(diào)制量；

具體的，直流電壓外環(huán)控制模塊獲取第一電壓傳感器檢測到整流器的輸出電壓，通過2階巴特沃斯陷波器將整流器的輸出電壓中夾雜的100Hz紋波(二次波紋)濾除，得到濾除二次波紋的整流器的輸出電壓的瞬時(shí)值，此時(shí)濾除二次波紋的整流器的輸出電壓的瞬時(shí)值在坐標(biāo)系中為一條平滑的直線；將濾除二次波紋的整流器的輸出電壓的瞬時(shí)值與整流器的第一電壓給定值的差值，經(jīng)過PI(Proportional Integral，簡稱“比例積分”)調(diào)節(jié)、限幅處理后，得到第一調(diào)制量；

第一調(diào)制波計(jì)算模塊132與直流電壓外環(huán)控制模塊131連接，用于接收第一調(diào)制量，對第一調(diào)制量進(jìn)行信號(hào)調(diào)制，計(jì)算得到第一調(diào)制波信號(hào)；

具體的，將第一調(diào)制量的的兩項(xiàng)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的兩個(gè)直流分量，然后根據(jù)兩個(gè)直流分量計(jì)算得到第一調(diào)制波信號(hào)。

第一SPWM模塊133分別與第一調(diào)制波計(jì)算模塊132和四個(gè)IGBT111連接，用于接收第一調(diào)制波信號(hào)，并根據(jù)第一調(diào)制波信號(hào)計(jì)算得到四路第一PWM脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以使整流器的四個(gè)IGBT根據(jù)第一PWM脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出的直流電壓值穩(wěn)定在第一電壓給定值的直流電壓。

由本實(shí)施例可知，本實(shí)施例的整流器包括四個(gè)IGBT，第一控制器具體包括：直流電壓外環(huán)控制模塊、第一調(diào)制波計(jì)算模塊、第一SPWM模塊，通過直流電壓外環(huán)控制模塊獲得第一調(diào)制量，第一調(diào)制波計(jì)算模塊與直流電壓外環(huán)控制模塊連接并接收第一調(diào)制量，計(jì)算得到第一調(diào)制波信號(hào)；第一SPWM模塊接與第一調(diào)制波計(jì)算模塊連接并收第一調(diào)制波信號(hào)，生成四路第一PWM脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以使整流器的四個(gè)IGBT根據(jù)第一PWM脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出的直流電壓值穩(wěn)定在第一電壓給定值的直流電壓，進(jìn)一步保證了整流器輸出電壓穩(wěn)定的直流電。

圖4為圖1所示實(shí)施例的第一控制器的另一結(jié)構(gòu)示意圖，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，

第一控制器130，還包括：鎖相環(huán)模塊134、電流內(nèi)環(huán)控制模塊135；

電流內(nèi)環(huán)控制模塊135分別與直流電壓外環(huán)控制模塊131、第一調(diào)制波計(jì)算模塊132以及鎖相環(huán)模塊134連接；鎖相環(huán)模塊134還與第一調(diào)制波計(jì)算模塊132連接；

整流器110上設(shè)置有第二電壓傳感器(圖中未示出)，鎖相環(huán)模塊134用于從第二電壓傳感器接收整流器的輸入電壓的瞬時(shí)值，并根據(jù)整流器的輸入電壓的給定角頻率，計(jì)算得到整流器的輸入電壓的實(shí)際相位角；

具體的，鎖相環(huán)模塊獲取第二電壓傳感器檢測得到整流器的輸入電壓瞬時(shí)值，記為U_in，將整流器的輸入電壓瞬時(shí)值通過廣義二階積分(SOGI)運(yùn)算得到的輸入電壓的瞬時(shí)值的估計(jì)值，記為U_α、U_β，公式如下：

式中，k為阻尼系數(shù)，取k＝0.6，ω為輸入電壓的實(shí)際角頻率。

將整流器的輸入電壓瞬時(shí)值的估計(jì)值U_α、U_β由兩相靜止坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，得到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的d軸分量U_d和q軸分量U_q，坐標(biāo)變換公式如下：

將U_q進(jìn)過PI調(diào)節(jié)后得到角頻率調(diào)節(jié)誤差ω₁，整流器的輸入電壓的給定角頻率ω_r＝200π，ω₁與ω_r求和得到輸入電壓的實(shí)際角頻率ω，將ω累加并限制在0-2π之間得到整流器的輸入電壓的實(shí)際相位角θ。

整流器110上設(shè)置有第一電流傳感器(圖中未示出)，電流內(nèi)環(huán)控制模塊135，用于從第一電流傳感器接收整流器的輸入電流的瞬時(shí)值、從直流電壓外環(huán)控制模塊接收第一調(diào)制量、從鎖相環(huán)模塊接收整流器的輸入電壓的實(shí)際相位角，并計(jì)算得到第二調(diào)制量；

具體的，第一電流傳感器檢測到整流器的輸入電流的瞬時(shí)值，記為I_in，將整流器的輸入電壓瞬時(shí)值I_in通過廣義二階積分(SOGI)運(yùn)算得到的輸入電壓的瞬時(shí)值的估計(jì)值，記為I_α、I_β；將整流器的輸入電壓瞬時(shí)值的估計(jì)值I_α、I_β由兩相靜止坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，得到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的d軸分量I_d和q軸分量I_q，將上述第一調(diào)制量I_{d_ref}作為兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的d軸分量給定值，I_q與I_{d_ref}的差值經(jīng)過PI調(diào)節(jié)、限幅處理得到第二調(diào)制量的d軸分量U_abd；兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的q軸分量給定值取值為0，并與I_q作差，將差值經(jīng)過PI調(diào)節(jié)、限幅處理得到第二調(diào)制量的d軸分量U_abd，第二調(diào)制量為(U_abd，U_abd)。

第一調(diào)制波計(jì)算模塊132，具體用于從電流內(nèi)環(huán)控制模塊接收第二調(diào)制量、從鎖相環(huán)模塊接收整流器的輸入電壓的實(shí)際相位角，并根據(jù)整流器的輸入電壓的實(shí)際相位角對第二調(diào)制量進(jìn)行信號(hào)調(diào)制，計(jì)算得到第二調(diào)制波信號(hào)；

其中，第二調(diào)制波信號(hào)的計(jì)算公式如下：

U_ab＝U_abd sin(θ)+U_abq cos(θ)

式中，U_ab為第二調(diào)制波信號(hào)(正弦波)，θ為鎖相環(huán)模塊得到整流器的輸入電壓的實(shí)際相位角。

第一SPWM模塊133，具體用于接收第二調(diào)制波信號(hào)，并根據(jù)第二調(diào)制波信號(hào)，計(jì)算得到四路第二PWM脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以使整流器的四個(gè)IGBT根據(jù)第二PWM脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出的直流電壓值穩(wěn)定在第一電壓給定值的直流電壓。

由本實(shí)施例可知，本實(shí)施例的第一控制器還包括：鎖相環(huán)模塊、電流內(nèi)環(huán)控制模塊，且電流內(nèi)環(huán)控制模塊分別與直流電壓外環(huán)控制模塊、第一調(diào)制波計(jì)算模塊以及鎖相環(huán)模塊連接；鎖相環(huán)模塊還與第一調(diào)制波計(jì)算模塊連接，本實(shí)施例通過鎖相環(huán)模塊計(jì)算得到整流器的輸入電壓的實(shí)際相位角，電流內(nèi)環(huán)控制模塊根據(jù)接收到的整流器的輸入電流的瞬時(shí)值、從直流電壓外環(huán)控制模塊接收第一調(diào)制量、從鎖相環(huán)模塊接收整流器的輸入電壓的實(shí)際相位角，并計(jì)算得到第二調(diào)制量，第一調(diào)制波計(jì)算模塊從電流內(nèi)環(huán)控制模塊接收第二調(diào)制量、從鎖相環(huán)模塊接收整流器的輸入電壓的實(shí)際相位角，并根據(jù)整流器的輸入電壓的實(shí)際相位角對第二調(diào)制量進(jìn)行信號(hào)調(diào)制，計(jì)算得到第二調(diào)制波信號(hào)，第一SPWM模塊接收第二調(diào)制波信號(hào)，并根據(jù)第二調(diào)制波信號(hào)，計(jì)算得到四路第二PWM脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以使整流器的四個(gè)IGBT根據(jù)第二PWM脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出的直流電壓值穩(wěn)定在第一電壓給定值的直流電壓，同時(shí)以使整流器的四個(gè)IGBT接收的整流器的輸入電流與整流器的輸入電壓同相位，不但解決了現(xiàn)有技術(shù)中軌道車輛輔助供電裝置的整流器的直流側(cè)電壓出現(xiàn)波動(dòng)，而造成的軌道車輛輔助供電裝置的供電電壓的穩(wěn)定性變差的問題，還實(shí)現(xiàn)了整流器的單位功率因數(shù)的控制，提高了整流器輸出的有用功率。

圖5為圖1所示實(shí)施例的第二控制器的結(jié)構(gòu)示意圖，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，

參考圖2，逆變器120包括：六個(gè)IGBT111；

參考圖5，第二控制器140，包括：交流電壓環(huán)控制模塊141、第二調(diào)制波計(jì)算模塊142、第二SPWM模塊143；

逆變器120上設(shè)置有第三電壓傳感器(圖中未示出)，交流電壓環(huán)控制模塊141用于從第三電壓傳感器接收逆變器的輸出電壓的瞬時(shí)值，并根據(jù)逆變器的第二電壓給定值，計(jì)算得到第三調(diào)制量；

其中，逆變器的輸出電壓的瞬時(shí)值屬于線電壓。

具體的，交流電壓環(huán)控制模塊獲取第三電壓傳感器檢測到的逆變器的輸出三相線電壓的瞬時(shí)值，記為U_uv、U_vw，則U_wu＝-(U_uv+U_vw)；將三相線電壓U_uv、U_vw、U_wu轉(zhuǎn)換為三相相電壓，記為U_a、U_b和U_c，轉(zhuǎn)換公式如下：

將U_a、U_b和U_c由三相靜止坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，得到兩個(gè)直流分量U_{d_2}和U_{q_2}，轉(zhuǎn)換公式如下：

第二電壓給定值為U_{d_ref}和U_{q_ref}，U_{d_ref}與U_{d_2}的差、U_{q_ref}與U_{q_2}的差經(jīng)過PI調(diào)節(jié)、限幅處理得到第三調(diào)制量(M_ud，M_uq)。

第二調(diào)制波計(jì)算模塊142與交流電壓環(huán)控制模塊141連接，用于接收第三調(diào)制量，對第三調(diào)制量進(jìn)行信號(hào)調(diào)制，計(jì)算得到第三調(diào)制波信號(hào)；

第二SPWM模塊143分別與第二調(diào)制波計(jì)算模塊142和六個(gè)IGBT連接，用于接收第三調(diào)制波信號(hào)，并根據(jù)第三調(diào)制波信號(hào)計(jì)算得到六路第三PWM脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以使逆變器的六個(gè)IGBT根據(jù)第三PWM脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出的三相交流電壓值穩(wěn)定在第二電壓給定值。

從本實(shí)施例可知，本實(shí)施例的逆變器包括六個(gè)IGBT，第二控制器具體包括：交流電壓環(huán)控制模塊、第二調(diào)制波計(jì)算模塊、第二SPWM模塊；通過交流電壓環(huán)控制模塊接收逆變器的輸出電壓的瞬時(shí)值，并根據(jù)逆變器的第二電壓給定值，計(jì)算得到第三調(diào)制量，第二調(diào)制波計(jì)算模塊接收第三調(diào)制量，計(jì)算得到第三調(diào)制波信號(hào)，第二SPWM模塊接收第三調(diào)制波信號(hào)，并根據(jù)第三調(diào)制波信號(hào)計(jì)算得到六路第三PWM脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以使逆變器的六個(gè)IGBT根據(jù)第三PWM脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出的三相交流電壓值穩(wěn)定在第二電壓給定值，進(jìn)一步保證了逆變器的輸出電壓穩(wěn)定的三相交流電。

圖6為圖1所示實(shí)施例的第二控制器的另一結(jié)構(gòu)示意圖，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，

第二控制器140，還包括：與第二調(diào)制波計(jì)算模塊142連接的負(fù)載電流前饋控制模塊144；

逆變器上設(shè)置有第二電流傳感器(圖中未示出)，負(fù)載電流前饋控制模塊144用于從第二電流傳感器接收三相負(fù)載電流，并計(jì)算得到第四調(diào)制量；

其中，負(fù)載電流前饋控制模塊獲取第二電流傳感器檢測到逆變器輸出的三相負(fù)載電流，記為Ia、Ib，則Ic＝-(Ia+Ib)，將Ia、Ib、Ic由三相靜止坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，得到兩個(gè)直流分量Id和Iq，然后將Id和Iq分別乘以比例系數(shù)Ki得到第四調(diào)制量。

第二調(diào)制波計(jì)算模塊142，具體用于從交流電壓環(huán)控制模塊接收第三調(diào)制量、從負(fù)載電流前饋控制模塊接收第四調(diào)制量，并對第三調(diào)制量、第四調(diào)制量進(jìn)行信號(hào)調(diào)制，計(jì)算得到第四調(diào)制波信號(hào)；

第二SPWM模塊143，具體用于接收第四調(diào)制波信號(hào)，并根據(jù)第四調(diào)制波信號(hào)計(jì)算得到六路第四PWM脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使逆變器的六個(gè)IGBT根據(jù)第三PWM脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出的三相交流電壓值穩(wěn)定在第二電壓給定值。

從本實(shí)施例可知，本實(shí)施例的逆變器包括六個(gè)IGBT，第二控制器具體包括：交流電壓環(huán)控制模塊、第二調(diào)制波計(jì)算模塊、第二SPWM模塊、負(fù)載電流前饋控制模塊，通過交流電壓環(huán)控制模塊接收逆變器的輸出電壓的瞬時(shí)值，并根據(jù)逆變器的第二電壓給定值，計(jì)算得到第三調(diào)制量；負(fù)載電流前饋控制模塊從第二電流傳感器接收三相負(fù)載電流，并計(jì)算得到第四調(diào)制量，第二調(diào)制波計(jì)算模塊根據(jù)第三調(diào)制量、第四調(diào)制量計(jì)算得到第四調(diào)制波信號(hào)，第二SPWM模塊接收第四調(diào)制波信號(hào)，并根據(jù)第四調(diào)制波信號(hào)計(jì)算得到六路第四PWM脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以使逆變器的六個(gè)IGBT根據(jù)第三PWM脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出的三相交流電壓值穩(wěn)定在第二電壓給定值，保證了逆變器輸出電壓穩(wěn)定的三相交流電，以及削弱當(dāng)三相負(fù)載電流變化時(shí)引起的逆變器的六個(gè)IGBT輸出的三相交流電壓的波動(dòng)。

圖7為圖1所示實(shí)施例的第二控制器的另一結(jié)構(gòu)示意圖，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，

第二控制器140，還包括：與第二調(diào)制波計(jì)算模塊連接的直流母線電壓前饋控制模塊145；直流母線電壓前饋控制模塊145用于從第一電壓傳感器接收整流器的輸出電壓的瞬時(shí)值，并計(jì)算得到第五調(diào)制量；

具體的，直流母線電壓前饋控制模塊獲取第一電壓傳感器接收整流器的輸出電壓的瞬時(shí)值Udc，其為逆變器的直流母線電壓，固有100HZ的波紋(二次波紋)，將Udc經(jīng)過2階巴特沃斯陷波器濾除二次波紋，再將濾除二次波紋的整流器的輸出電壓的瞬時(shí)值乘以比例系數(shù)得到第五調(diào)制量。

第二調(diào)制波計(jì)算模塊142，具體用于從交流電壓環(huán)控制模塊接收第三調(diào)制量、從負(fù)載電流前饋控制模塊接收第四調(diào)制量、從直流母線電壓前饋控制模塊接收第五調(diào)制量，并對第三調(diào)制量、第四調(diào)制量、第五調(diào)制量進(jìn)行信號(hào)調(diào)制，計(jì)算得到第五調(diào)制波信號(hào)；

第二SPWM模塊143，具體用于接收第五調(diào)制波信號(hào)，并根據(jù)第五調(diào)制波信號(hào)計(jì)算得到六路第五PWM脈沖信號(hào)，以使逆變器的六個(gè)IGBT根據(jù)第五PWM脈沖信號(hào)輸出的三相交流電壓值穩(wěn)定在第二電壓給定值。

從本實(shí)施例可知，本實(shí)施例的逆變器包括六個(gè)IGBT，第二控制器具體包括：交流電壓環(huán)控制模塊、第二調(diào)制波計(jì)算模塊、第二SPWM模塊、負(fù)載電流前饋控制模塊、直流母線電壓前饋控制模塊，通過直流母線電壓前饋控制模塊從第一電壓傳感器接收整流器的輸出電壓的瞬時(shí)值，并計(jì)算得到第五調(diào)制量，第二調(diào)制波計(jì)算模塊從交流電壓環(huán)控制模塊接收第三調(diào)制量、從負(fù)載電流前饋控制模塊接收第四調(diào)制量、從直流母線電壓前饋控制模塊接收第五調(diào)制量，并對第三調(diào)制量、第四調(diào)制量、第五調(diào)制量進(jìn)行信號(hào)調(diào)制，計(jì)算得到第五調(diào)制波信號(hào)，第二SPWM模塊接收第五調(diào)制波信號(hào)，并根據(jù)第五調(diào)制波信號(hào)計(jì)算得到六路第五PWM脈沖信號(hào)，以使逆變器的六個(gè)IGBT根據(jù)第五PWM脈沖信號(hào)輸出的三相交流電壓值穩(wěn)定在第二電壓給定值，同時(shí)可削弱當(dāng)三相負(fù)載電流變化時(shí)引起的逆變器的六個(gè)IGBT輸出的三相交流電壓的波動(dòng)、以及削弱當(dāng)整流器的輸出電壓波動(dòng)時(shí)引起的逆變器的六個(gè)IGBT輸出的三相交流電壓的波動(dòng)。

可選地，在上述實(shí)施例基礎(chǔ)上，參考圖2，

上述軌道車輛輔助供電裝置，還可以包括：交流電感150、直流電容160、交流濾波電感170、交流濾波電容180、三相隔離變壓器190；

交流電感150與整流器110的輸入端連接，并接入單相交流電壓電源；直流電容160并聯(lián)在整流器110的輸出端的兩根直流線之間，交流濾波電感170與逆變器120的輸出端連接，交流濾波電容180并聯(lián)在交流濾波電感170輸出端的三根交流線之間，三相隔離變壓器190與交流濾波電感170的輸出端連接。

圖8為一示例性實(shí)施例示出的一種軌道車輛輔助供電裝置的控制方法的流程示意圖，本實(shí)施例的車輛輔助供電裝置包括：整流器、逆變器、第一控制器、第二控制器；整流器接入單相交流電壓電源，整流器與逆變器連接；第一控制器與整流器連接，第二控制器與逆變器連接；本實(shí)施例包括：

步驟801：第一控制器接收整流器輸出的直流電壓，并根據(jù)整流器的第一電壓給定值，對整流器輸出的直流電壓進(jìn)行調(diào)整，以使整流器輸出的直流電壓穩(wěn)定在第一電壓給定值。

步驟802：第二控制器接收逆變器輸出的三相交流電壓，并根據(jù)逆變器的第二電壓給定值，對逆變器輸出的三相交流電的電壓進(jìn)行調(diào)整，以使逆變器輸出的三相交流電壓穩(wěn)定在第二電壓給定值。

由本實(shí)施例可知，本實(shí)用新型的一種軌道車輛輔助供電裝置的控制方法通過第一控制器接收整流器輸出的直流電壓，并根據(jù)整流器的第一電壓給定值整流器輸出的直流電壓進(jìn)行調(diào)整，以使整流器輸出的直流電壓穩(wěn)定在第一電壓給定值；并通過第二控制器接收逆變器輸出的三相交流電壓，并根據(jù)逆變器的第二電壓給定值，對逆變器輸出的三相交流電的電壓進(jìn)行調(diào)整，以使逆變器輸出的三相交流電壓穩(wěn)定在第二電壓給定值，以解決現(xiàn)有技術(shù)中軌道車輛輔助供電裝置的整流器的直流側(cè)電壓出現(xiàn)波動(dòng)，而造成的軌道車輛輔助供電裝置的供電電壓的穩(wěn)定性變差的問題。

圖9為另一示例性實(shí)施例示出的一種軌道車輛輔助供電裝置的控制方法的流程示意圖，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例包括：

整流器包括四個(gè)IGBT；第一控制器，包括：直流電壓外環(huán)控制模塊、鎖相環(huán)模塊、電流內(nèi)環(huán)控制模塊、第一調(diào)制波計(jì)算模塊、第一SPWM模塊；直流電壓外環(huán)控制模塊與電流內(nèi)環(huán)控制模塊連接，電流內(nèi)環(huán)控制模塊連接與第一調(diào)制波計(jì)算模塊連接，第一調(diào)制波計(jì)算模塊連接與第一SPWM模塊連接，鎖相環(huán)模塊分別與電流內(nèi)環(huán)控制模塊、第一調(diào)制波計(jì)算模塊連接；

逆變器包括六個(gè)IGBT；第二控制器，包括：交流電壓環(huán)控制模塊、負(fù)載電流前饋控制模塊、直流母線電壓前饋控制模塊、第二調(diào)制波計(jì)算模塊、第二SPWM模塊；第二調(diào)制波計(jì)算模塊分別與交流電壓環(huán)控制模塊、負(fù)載電流前饋控制模塊、直流母線電壓前饋控制模塊、第二SPWM模塊連接；

該方法包括：

步驟901：直流電壓外環(huán)控制模塊從設(shè)置在整流器上的第一電壓傳感器接收整流器的輸出電壓的瞬時(shí)值，并根據(jù)整流器的第一電壓給定值，計(jì)算得到第一調(diào)制量；

步驟902：鎖相環(huán)模塊從設(shè)置在整流器上的第二電壓傳感器接收整流器的輸入電壓的瞬時(shí)值，并根據(jù)整流器的輸入電壓的給定角頻率，計(jì)算得到整流器的輸入電壓的實(shí)際相位角；

步驟903：電流內(nèi)環(huán)控制模塊從設(shè)置在整流器上的第一電流傳感器接收整流器的輸入電流的瞬時(shí)值、從直流電壓外環(huán)控制模塊接收第一調(diào)制量、從第一電流傳感器接收整流器的輸入電壓的實(shí)際相位角，并計(jì)算得到第二調(diào)制量；

步驟904：第一調(diào)制波計(jì)算模塊從電流內(nèi)環(huán)控制模塊接收第二調(diào)制量、從鎖相環(huán)模塊接收整流器的輸入電壓的實(shí)際相位角，并根據(jù)整流器的輸入電壓的實(shí)際相位角對第二調(diào)制量進(jìn)行信號(hào)調(diào)制，計(jì)算得到第二調(diào)制波信號(hào)；

步驟905：第一SPWM模塊接收到第二調(diào)制波信號(hào)，并根據(jù)第二調(diào)制波信號(hào)，計(jì)算得到四路第二PWM脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)；

步驟906：整流器的四個(gè)IGBT接收第二PWM脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并根據(jù)第二PWM脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電壓值穩(wěn)定在第一電壓給定值的直流電壓。

步驟907：交流電壓環(huán)控制模塊從設(shè)置在逆變器上的第三電壓傳感器接收逆變器的輸出電壓的瞬時(shí)值，并根據(jù)逆變器的第二電壓給定值，計(jì)算得到第三調(diào)制量；

步驟908：負(fù)載電流前饋控制模塊從設(shè)置在逆變器上的第二電流傳感器接收三相負(fù)載電流，并計(jì)算得到第四調(diào)制量；

步驟909：直流母線電壓前饋控制模塊從設(shè)置在整流器上的第一電壓傳感器接收整流器的輸出電壓的瞬時(shí)值，并計(jì)算得到第五調(diào)制量；

步驟910：第二調(diào)制波計(jì)算模塊接收第三調(diào)制量、第四調(diào)制量、第五調(diào)制量，并對第三調(diào)制量、第四調(diào)制量、第五調(diào)制量進(jìn)行信號(hào)調(diào)制，計(jì)算得到第五調(diào)制波信號(hào)；

步驟911：第二SPWM模塊接收第五調(diào)制波信號(hào)，并根據(jù)第五調(diào)制波信號(hào)計(jì)算得到六路PWM脈沖信號(hào)；

步驟912：逆變器的六個(gè)IGBT接收第五PWM脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并根據(jù)第五PWM脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電壓值穩(wěn)定在第二電壓給定值的三相交流電壓。

由本實(shí)施例可知，本實(shí)施例通過鎖相環(huán)模塊計(jì)算得到整流器的輸入電壓的實(shí)際相位角，電流內(nèi)環(huán)控制模塊根據(jù)接收到的整流器的輸入電流的瞬時(shí)值、從直流電壓外環(huán)控制模塊接收第一調(diào)制量、從鎖相環(huán)模塊接收整流器的輸入電壓的實(shí)際相位角，并計(jì)算得到第二調(diào)制量，第一調(diào)制波計(jì)算模塊從電流內(nèi)環(huán)控制模塊接收第二調(diào)制量、從鎖相環(huán)模塊接收整流器的輸入電壓的實(shí)際相位角，并根據(jù)整流器的輸入電壓的實(shí)際相位角對第二調(diào)制量進(jìn)行信號(hào)調(diào)制，計(jì)算得到第二調(diào)制波信號(hào)，第一SPWM模塊接收第二調(diào)制波信號(hào)，并根據(jù)第二調(diào)制波信號(hào)，計(jì)算得到四路第二PWM脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以使整流器的四個(gè)IGBT根據(jù)第二PWM脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出的直流電壓值穩(wěn)定在第一電壓給定值的直流電壓，同時(shí)以使整流器的四個(gè)IGBT接收的整流器的輸入電流與整流器的輸入電壓同相位，不但解決了現(xiàn)有技術(shù)中軌道車輛輔助供電裝置的整流器的直流側(cè)電壓出現(xiàn)波動(dòng)，而造成的軌道車輛輔助供電裝置的供電電壓的穩(wěn)定性變差的問題，還實(shí)現(xiàn)了整流器的單位功率因數(shù)的控制，提高了整流器輸出的有用功率。同時(shí)，通過直流母線電壓前饋控制模塊從第一電壓傳感器接收整流器的輸出電壓的瞬時(shí)值，并計(jì)算得到第五調(diào)制量，第二調(diào)制波計(jì)算模塊從交流電壓環(huán)控制模塊接收第三調(diào)制量、從負(fù)載電流前饋控制模塊接收第四調(diào)制量、從直流母線電壓前饋控制模塊接收第五調(diào)制量，并對第三調(diào)制量、第四調(diào)制量、第五調(diào)制量進(jìn)行信號(hào)調(diào)制，計(jì)算得到第五調(diào)制波信號(hào)，第二SPWM模塊接收第五調(diào)制波信號(hào)，并根據(jù)第五調(diào)制波信號(hào)計(jì)算得到六路第五PWM脈沖信號(hào)，以使逆變器的六個(gè)IGBT根據(jù)第五PWM脈沖信號(hào)輸出的三相交流電壓值穩(wěn)定在第二電壓給定值，同時(shí)可削弱當(dāng)三相負(fù)載電流變化時(shí)引起的逆變器的六個(gè)IGBT輸出的三相交流電壓的波動(dòng)、以及削弱當(dāng)整流器的輸出電壓波動(dòng)時(shí)引起的逆變器的六個(gè)IGBT輸出的三相交流電壓的波動(dòng)。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：實(shí)現(xiàn)上述各方法實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成。前述的程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。該程序在執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行包括上述各方法實(shí)施例的步驟；而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：ROM、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。