32。電流控制模塊132將第一 HEP逆變器模塊72的輸出電流信號(hào)Id_invA、Iq_invA、第一線路濾波器模塊84的輸出電流信號(hào)IdA、IqA與電流基準(zhǔn)信號(hào)IdA*、IqA*相比較。
[0048]基于所有電流輸入信號(hào)的比較，電流控制模塊132生成電壓命令信號(hào)134并且將其發(fā)送到脈沖寬度調(diào)制(PWM)模塊136?；陔妷好钚盘?hào)134，PWM模塊136生成用于控制第一 HEP逆變器模塊72的PffM信號(hào)138。例如，PffM信號(hào)138可以指示第一 HEP逆變器模塊72操作時(shí)應(yīng)該采用的調(diào)制比和相位角。
[0049]第二 HEP逆變器控制器114可以被配置為控制第二 HEP逆變器模塊74，采用的方式類似于第一 HEP逆變器控制器112被配置為控制第一 HEP逆變器模塊72。與第二 HEP逆變器控制器114關(guān)聯(lián)的傳感器118和ABC/DQ轉(zhuǎn)換模塊124執(zhí)行與第一 HEP逆變器控制器112關(guān)聯(lián)的對(duì)應(yīng)組件相同的功能，但應(yīng)用于第二 HEP逆變器模塊74和第二線路濾波器86。
[0050]為了將第二 HEP逆變器模塊74與第一 HEP逆變器模塊72同步，第一 HEP逆變器控制器112可以計(jì)算第一 HEP逆變器模塊72的HEP?；贖EP變壓器78的初級(jí)側(cè)130上的測(cè)量的電流信號(hào)IdA、IqA和測(cè)量的電壓信號(hào)VedA、VeqA，第一 HEP功率計(jì)算模塊140生成功率信號(hào)PA、Qa,它們指示用于第一 HEP逆變器模塊72的實(shí)際和無(wú)功功率。第一 HEP逆變器控制器112可以將功率信號(hào)PA、Qa發(fā)送到第二 HEP逆變器控制器114。
[0051]傳感器118可以用于測(cè)量第二線路濾波器模塊86的輸出端142或HEP變壓器78的第二初級(jí)繞組102 (圖4)的輸入端94上的電壓，并且生成信號(hào)VeuB、VewB。類似于第一HEP功率計(jì)算模塊140，第二 HEP功率計(jì)算模塊144可以基于第二線路濾波器模塊86的兩相輸出電壓信號(hào)VedB、VcqB和電流信號(hào)IdB、IqB,計(jì)算第二 HEP逆變器模塊74的HEP。第二 HEP功率計(jì)算模塊144然后可以生成功率信號(hào)Pb、Qb，它們指示用于第二 HEP逆變器模塊74的實(shí)際和無(wú)功功率。
[0052]使用來(lái)自第一 HEP逆變器控制器112的功率信號(hào)PA、Qa作為基準(zhǔn)信號(hào)P B*、QB*，第二 HEP逆變器控制器114可以被配置為跟蹤第一 HEP逆變器模塊72并且將第二 HEP逆變器模塊74與第一 HEP逆變器模塊72相匹配。這樣，第二 HEP逆變器模塊74可以與第一 HEP逆變器模塊72鎖相以使得它們同步。此外，可以使用PLL在第一 HEP逆變器模塊72與第二HEP逆變器模塊74之間共享HEP變壓器78的輸出端122。
[0053]更具體地說(shuō)，實(shí)際和無(wú)功功率控制模塊146可以將指示用于第一 HEP逆變器模塊72的實(shí)際和無(wú)功功率的基準(zhǔn)信號(hào)PB*、Qb*與用于第二 HEP逆變器模塊74的實(shí)際和無(wú)功功率信號(hào)PB、QdS比較。類似于輸出電壓控制模塊126，實(shí)際和無(wú)功功率控制模塊146然后可以計(jì)算信號(hào)PB*、Qb*與PB、Qb之間的誤差，并且將指示誤差的對(duì)應(yīng)信號(hào)V cdB*.VcqB*發(fā)送到電壓控制模塊128。與第二 HEP逆變器控制器114關(guān)聯(lián)的電壓控制模塊128、電流控制模塊132和PffM模塊136執(zhí)行與第一 HEP逆變器控制器112關(guān)聯(lián)的對(duì)應(yīng)組件相同的功能，但應(yīng)用于第二 HEP逆變器模塊74和第二線路濾波器86，同時(shí)使用信號(hào)VedB*、VeqB*作為基準(zhǔn)電壓信號(hào)。
[0054]此外，通過(guò)測(cè)量HEP變壓器78的輸出電壓并且提供電壓反饋，控制系統(tǒng)106可以調(diào)整第一 HEP逆變器模塊72和第二 HEP逆變器模塊74的調(diào)制比以便保持恒定電壓輸出。例如，電壓輸出可以保持在480Vac LL rms，然而其它值當(dāng)然可以是可能的?？刂葡到y(tǒng)106還可以補(bǔ)償IGBT壓降、濾波器壓降和HEP變壓器的電壓調(diào)節(jié)。圖7中示出HEP系統(tǒng)48的輸出線間電壓波形148和輸出電流波形150的實(shí)例。但是，其他電壓和電流波形當(dāng)然是可能的。
[0055]此外，控制系統(tǒng)106可以被配置為當(dāng)控制第一 HEP逆變器模塊72和第二 HEP逆變器模塊74時(shí)，例如在PffM模塊136中使用三階諧波注入實(shí)現(xiàn)正弦-三角形PWM。如圖8中所示，可以作為在基本頻率下使用三階諧波注入的正弦波形154以及在開(kāi)關(guān)頻率下的三角載波波形156的總和來(lái)生成控制波形152。例如，開(kāi)關(guān)頻率可以是在九脈沖模式下操作的恒定頻率。在一個(gè)實(shí)例中，基本頻率可以是60Hz，其在九脈沖模式下產(chǎn)生開(kāi)關(guān)頻率540Hz。但是，可以使用其它頻率和模式。
[0056]圖9中示出在九脈沖模式下正弦-三角形PffM的操作區(qū)域的一個(gè)實(shí)例158。在該實(shí)例中，線性區(qū)域160可以在調(diào)制指數(shù)為I處結(jié)束，并且在調(diào)制指數(shù)I以上，過(guò)調(diào)制區(qū)域162可以開(kāi)始。在過(guò)調(diào)制區(qū)域162中，輸出電壓總諧波失真可能增加。圖10中示出在九脈沖模式下使用三階諧波注入的正弦-三角形PWM的操作區(qū)域的一個(gè)實(shí)例164。在該實(shí)例中，線性區(qū)域166可以在調(diào)制指數(shù)為1.15處結(jié)束，并且過(guò)調(diào)制區(qū)域168可以在調(diào)制指數(shù)1.15以上開(kāi)始。這樣，與不包括三階諧波注入的圖9的實(shí)例158中的線性區(qū)域160相比，三階諧波注入可以多提供15%裕度以便在線性區(qū)域166中操作。
[0057]當(dāng)與常規(guī)正弦基本波形相比時(shí)，三階諧波注入允許第一和第二 HEP逆變器模塊72、74在給定DC鏈路電壓下生成較高的三相輸出電壓。如通過(guò)圖9和10中的實(shí)例158、160示出的那樣，使用三階諧波注入，控制器可以在擴(kuò)大的線性區(qū)域中操作。因此，可以顯著限制HEP系統(tǒng)48輸出電壓的總諧波失真，例如在穩(wěn)態(tài)操作期間限制為低于5%。
[0058]為了進(jìn)一步減少諧波以及第一和第二線路濾波器模塊84、86中的LC濾波器的大小，控制系統(tǒng)106可以使第一和第二 HEP逆變器模塊72、74上的載波波形交錯(cuò)并且實(shí)現(xiàn)載波相移。使第二 HEP逆變器模塊74的載波波形相移可以抵消由第一 HEP逆變器模塊72生成的諧波(或者反之亦然)。在一個(gè)實(shí)例中，在與第二 HEP逆變器控制器114關(guān)聯(lián)的PffM模塊136中，第二 HEP逆變器模塊74的載波波形可以被相移180度。如圖11中所示，仿真結(jié)果指示當(dāng)?shù)谝缓偷诙?HEP逆變器模塊72、74上的載波波形被相移180度時(shí)，HEP系統(tǒng)48輸出電壓的總諧波失真最低。
[0059]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖12和13，并且繼續(xù)參考圖1-11，HEP系統(tǒng)48可以包括后備模式170以防第一和第二 HEP逆變器模塊72、74中的一個(gè)發(fā)生故障。具體地說(shuō)，APL逆變器模塊58和一個(gè)牽引逆變器模塊50可以選擇性地與第一和第二 HEP逆變器模塊72、74并聯(lián)以便提供后備HEP。如圖12中所示，在HEP系統(tǒng)48的主模式172下，第一和第二 HEP逆變器模塊72,74向HEP負(fù)載82提供HEP。如圖13中所示，在后備模式170下，APL逆變器模塊58和一個(gè)牽引逆變器模塊50向HEP負(fù)載82提供HEP。
[0060]在后備模式170下，當(dāng)?shù)谝?HEP逆變器模塊72或第二 HEP逆變器模塊74中的任一個(gè)發(fā)生故障時(shí)，APL逆變器模塊58可以代替第一 HEP逆變器模塊72，并且牽引逆變器模塊50可以代替第二 HEP逆變器模塊74。但是，在另一個(gè)實(shí)施例中，如果第一或第二 HEP逆變器模塊72、74中的一個(gè)發(fā)生故障，則后備模式170可以被配置為僅替換發(fā)生故障的HEP逆變器模塊而不是替換兩個(gè)HEP逆變器模塊。
[0061]再次參考圖2.1-2.3，APL逆變器模塊58可以被配置為通過(guò)開(kāi)關(guān)裝置(switchinggear) 174作為第一 HEP逆變器模塊72的后備，并且用于牽引電動(dòng)機(jī)TMl的牽引逆變器模塊50可以被配置為通過(guò)開(kāi)關(guān)裝置176作為第二 HEP逆變器模塊74的后備。但是，可以使用其它配置實(shí)現(xiàn)HEP系統(tǒng)48的后備模式170。牽引逆變器模塊50、APL逆變器模塊58、第一 HEP逆變器模塊72以及第二 HEP逆變器模塊74均可以彼此相同。因此，在后備模式170下，APL逆變器模塊58和用于牽引電動(dòng)機(jī)TMl的牽引逆變器模塊50可以很容易地分別代替第一 HEP逆變器模塊72和第二 HEP逆變器模塊74。
[0062]在后備模式170下，通過(guò)開(kāi)關(guān)裝置178，可以在HEP變壓器78的輸出端上將所有APL負(fù)載56連接到HEP總線80。此外，在后備模式170下，可以從牽引系統(tǒng)42中去除牽引電動(dòng)機(jī)TM1，牽引系統(tǒng)42可以僅使用三個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)52操作。為了進(jìn)入后備模式170，操作員接口 110 (圖5)可以包括開(kāi)關(guān)180 (圖5)，或者其它類型的操作員控件。開(kāi)關(guān)180可以被配置為從操作員接收用于在后備模式170下操作的輸入，并且將對(duì)應(yīng)信號(hào)發(fā)送到控制系統(tǒng)106以便進(jìn)入后備模式170。
[0063]此外，控制系統(tǒng)106可以被配置為當(dāng)?shù)谝缓偷诙?HEP逆變器模塊72、74中的一個(gè)發(fā)生故障時(shí)，將信號(hào)發(fā)送到操作員接口 110以便通知操作員。例如，F(xiàn)IRE顯示器116可以向操作員顯示指示HEP逆變器故障的消息。操作員然后可以經(jīng)由開(kāi)關(guān)180人工決定進(jìn)入后備模式170。在一個(gè)實(shí)例中，當(dāng)?shù)谝换虻诙?HEP逆變器模塊72、74中的一個(gè)發(fā)生故障時(shí)，控制系統(tǒng)106可以自動(dòng)進(jìn)入后備模式170。
[0064]機(jī)車22的電力系統(tǒng)30還可以包括用于牽引逆變器模塊50、APL逆變器模塊58、第一 HEP逆變器模塊72和第二 HEP逆變器模塊74的過(guò)電壓保護(hù)級(jí)別。例如，在第一保護(hù)級(jí)別中，當(dāng)DC鏈路38、40上的電壓達(dá)到預(yù)定閾值時(shí)，控制系統(tǒng)106可以停止控制逆變器模