[其他]具有交流變直流變換器的電氣機(jī)車用控制系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 101986000002665
• 申請(qǐng)日: 1986-04-18
• 公開（公告）號(hào): CN1003922B
• 公開（公告）日: 1989-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 筒井義雄;中村清;木村彰;今井勇人;田村薰;三浦昭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 日立制作所股份有限公司
• 代理公司: 上海專利事務(wù)所
• 代理人: 顏承根

一電氣機(jī)車具有兩個(gè)串聯(lián)連接的交流變直流變換器，及一個(gè)功率因數(shù)控制器連到一個(gè)變換器。兩變換器有兩自動(dòng)脈沖相位移相器并由響應(yīng)流在變換器中的電流和參考信號(hào)之間的差信號(hào)的信號(hào)進(jìn)行控制。自動(dòng)脈沖移相器的一個(gè)輸入信號(hào)由偏置信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)測(cè)量到的機(jī)車的速度超過預(yù)定參考速度信號(hào)時(shí)轉(zhuǎn)換從每個(gè)自動(dòng)脈沖移相器到每個(gè)變換器的輸出。

本發(fā)明涉及具有交流變直流變換器（AC-DC Converter）的電氣機(jī)車用的控制系統(tǒng)，且更具體地涉及控制系統(tǒng)的功率因數(shù)控制器。

為了調(diào)節(jié)電氣機(jī)車的速度，在交流變直流變換器中所包含的晶閘管由點(diǎn)火信號(hào)控制。因?yàn)榻涣髯冎绷髯儞Q器產(chǎn)生高諧波頻率的電流，該電流形成估量噪聲干擾電流，必須提供一個(gè)功率因數(shù)控制器來減小估量噪聲干擾電流及改進(jìn)電氣機(jī)車的功率因數(shù)。許多較早的提供功率因數(shù)控制器的努力方面的例子在參考文獻(xiàn)如日本特開昭55-100037號(hào)，昭56-19305及56-42819等中已有描述。盡管這些參考文獻(xiàn)中的某些文獻(xiàn)揭示了有價(jià)值的概念，但現(xiàn)在實(shí)用的功率因數(shù)控制器需要進(jìn)一步改進(jìn)。

在EP-001564號(hào)專利中曾提供了一種電源變換器的功率因數(shù)改進(jìn)裝置，其中包括變壓器;具有多個(gè)受控整流電路Rf1，Rf2的電源變換器，其交流側(cè)與變壓器的各次級(jí)繞組相連，而其直流側(cè)則相對(duì)于直流負(fù)載作串連連接;對(duì)多個(gè)受控整流電路中的一個(gè)進(jìn)行相位控制的控制裝置;及改進(jìn)電源變換器的功率因數(shù)的電容器組（CLC），該電容器組僅與一個(gè)次級(jí)繞組相連。該裝置中首先從最大控制相位角向最小控制相位角控制整流電路Rf1，其結(jié)果是Rf1的輸出電壓增加，同時(shí)整流電路Rf2維持在最大控制相位角。當(dāng)Rf1中的控制相位角到達(dá)其最小值時(shí)，Rf2中的控制相位角迅速變?yōu)槠渥钚≈怠Ｅc此同時(shí)Rf1中的控制相位角迅速返回到其最大值，且其后開始再向其最小值進(jìn)行控制。但由于在Rf1和Rf2中的控制相位角的控制區(qū)域中沒有重疊的期間，其輸出中會(huì)產(chǎn)生不希望出現(xiàn)的突然變化。

理想的功率因數(shù)控制器應(yīng)具有三個(gè)如下特征：

（1）尺寸小，因?yàn)闄C(jī)車的空間很有限;

（2）將估量噪聲的干擾電流減少到低于預(yù)定值的能力;及

（3）防止過補(bǔ)償?shù)哪芰Γ蜻^補(bǔ)償會(huì)將滯后的功率因數(shù)改變成超前的功率因數(shù)。

本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的功率因數(shù)控制器。

另一目的是提供尺寸小的控制系統(tǒng)。

另一目的是提供能有效地減小估量噪聲干擾電流的控制系統(tǒng)。

本發(fā)明的另一目的是提供一種通過控制變換器以便能有效地減小估量噪聲干擾電流的方法。

如果電氣機(jī)車裝有一種功率因數(shù)控制器，該控制器具有從無負(fù)載到100%負(fù)載狀態(tài)的過渡期間相當(dāng)好地去掉估量噪音干擾電流的能力，則功率因數(shù)控制器一般在尺寸上很大，且將出現(xiàn)過補(bǔ)償，因而將功率因數(shù)從滯后的功率因數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)槌暗墓β室驍?shù)。在有串聯(lián)連接的交流變直流變換器的電氣機(jī)車中，機(jī)車的速度由控制變換器的每個(gè)相位控制角來進(jìn)行調(diào)節(jié)。

因而，在本發(fā)明中，不管所有的電容是連到一個(gè)變換器，還是在變換器之間作不等量分配，為了有效地去除由變換器的相位控制角所產(chǎn)生的估量噪聲干擾電流，應(yīng)將功率因數(shù)控制器連到具有較大相位控制角的變換器上。因?yàn)槊總€(gè)變換器是獨(dú)立地由不同的點(diǎn)火信號(hào)產(chǎn)生器供給具有不同相位控制角的點(diǎn)火信號(hào)，故當(dāng)預(yù)定的機(jī)車狀態(tài)被滿足時(shí)轉(zhuǎn)換變換器和點(diǎn)火信號(hào)產(chǎn)生器之間的連接。

圖1表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。

圖2表示目前實(shí)用的交流變直流的變換器的輸出電壓的特性曲線。

圖3表示在圖1中所示的最佳實(shí)施例中的輸出電壓的特性曲線的例子。

圖4及圖5表示說明本發(fā)明的一實(shí)施例的性能的特性曲線。

圖6表示說明一實(shí)施例的一些重要部分的波形的時(shí)間圖。

圖7表示本發(fā)明的另一實(shí)施例的示意圖。

圖8和圖9表示對(duì)應(yīng)于圖4及圖5，但為圖7所示的實(shí)施例的一些特性曲線。

圖10表示對(duì)應(yīng)于圖9的一些特性曲線。