CN117811398A - 一种高频辅助变流器和控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电子电力技术领域，尤其涉及一种高频辅助变流器和控制方法，该高频辅助变流器包括控制模块和若干个并联的逆变模组，每个逆变模组包括若干个DCDC子模块和一个DCAC子模块；每个DCDC子模块的输入端并联且被配置接入输入电压，每个DCAC子模块的输出端并联以输出目标电压；在逆变模组中，每个DCDC子模块的输出端并联至对应的DCAC子模块的输入端；每个DCDC子模块至少包括一输入继电器，每个DCAC子模块至少包括一输出继电器；控制模块分别与每个DCDC子模块和每个DCAC子模块连接，用于控制输入、输出电压。本申请的高频辅助变流器能提高并机可靠性、降低接地失效风险，提高维护效率、降低维护成本。

Description

一种高频辅助变流器和控制方法

技术领域

本申请涉及电子电力技术领域，尤其涉及一种高频辅助变流器和控制方法。

背景技术

现有的高铁动车组及城轨的高频辅助变流器整个功率模块维护拆装不方便，耗时耗力，维护成本高，因此，亟需一种新型的高频辅助变流器来提高维护效率以及降低维护成本。

发明内容

鉴于上述问题，本申请提出一种高频辅助变流器和控制方法。

本申请实施例提出一种，包括控制模块和若干个并联的逆变模组，每个所述逆变模组包括若干个DCDC子模块和一个DCAC子模块；

每个所述DCDC子模块的输入端并联且被配置接入输入电压，每个所述DCAC子模块的输出端并联且被配置作为交流输出端；在所述逆变模组中，每个所述DCDC子模块的输出端并联至对应的DCAC子模块的输入端；

每个所述DCDC子模块至少包括一输入继电器，每个所述DCAC子模块至少包括一输出继电器；

所述控制模块分别与每个所述DCDC子模块和每个所述DCAC子模块连接，用于通过所述输入继电器和/或所述输出继电器对对应连接的所述DCDC子模块和所述DCAC子模块进行并机控制，以输出目标交流电压。

进一步地，还包括接地检测装置；所述接地检测装置包括三个限流元件和检测模块；所述三个限流元件的第一端分别对应连接所述高频辅助变流器的三相交流输出端中的其中一相，所述三个限流元件的第二端连接到同一个节点，所述检测模块的第一端连接所述中心点，所述检测模块的第二端接地；所述检测模块用于检测所述节点与地端之间的电参数，以用于判定是否存在接地故障及故障类型。

本申请的另一实施例还提出一种高频辅助变流器控制方法，所述控制方法适用于本申请第一方面提供的一种高频辅助变流器；所述方法包括以下步骤：

控制各所述DCDC子模块和各所述DCAC子模块并入网络；

在所述高频辅助变流器工作过程中，获取所述接地检测装置检测的电参数，并根据所述电参数确定所述高频辅助变流器是否存在故障。

进一步地，所述电参数包括所述高频辅助变流器的输出电压有效值；

所述根据所述电参数确定所述高频辅助变流器是否存在故障，包括：

根据所述高频辅助变流器的输出电压有效值和第一电压区间的关系，确定所述高频辅助变流器是否存在单相接地故障；

根据所述高频辅助变流器的输出电压有效值和第二电压区间的关系，确定所述高频辅助变流器是否存在中间母线接地故障；

根据所述高频辅助变流器的输出电压有效值和第三电压的大小关系，确定所述高频辅助变流器是否存在输入电压母线与中间母线串电故障。

进一步地，所述第一电压区间为（100V，200V）；所述第二电压区间为（200V，520V）；所述第三电压的范围为（650V，750v）。

进一步地，所述电参数还包括接地电压；所述方法还包括：对各子模块的接地电压进行检测，若所述接地电压大于接地电压阈值，则在各所述DCDC子模块和DCAC子模块中确定接地的子模块，并断开接地子模块的输入继电器。

进一步地，所述控制各所述DCDC子模块和各所述DCAC子模块并入网络，包括：

向各所述DCDC子模块发送启动信号，并控制各所述DCDC子模块的输出电压逐渐升压；在升压的过程中，根据各所述DCDC子模块对应的输入功率逐步调节对应的输出电压的下垂量；直至所述DCDC子模块输出电压正常，以并入网络；

同时向所述DCAC子模块发送启动命令，所述DCAC子模块进行逆变时，检测各所述DCAC子模块是否存在输出电压，以确定所述DCAC子模块作为主机或者从机并入网络实现并机均流控制。

进一步地，所述检测各所述DCAC子模块是否存在输出电压，以确定所述DCAC子模块作为主机或者从机并入网络实现并机均流控制，包括：

若在所述DCAC子模块的输出继电器后未检测到输出电压时，根据预设延时策略执行延时，若在延时期间仍未检测到所述输出电压，则控制闭合所述DCAC子模块的输入输出继电器，以使所述DCAC子模块成为主机；

若在所述DCAC子模块的输出继电器后检测到所述输出电压，则控制执行锁相，以使所述DCAC子模块设置为从机；

确认所述DCAC子模块锁相成功后，控制闭合所述从机的输入输出继电器，以使所述从机并入网中；

在并入网后，根据各所述DCAC子模块的输出有功功率与输出无功功率分别调整对应的幅值与频率。

进一步地，所述预设延时策略包括：

获取所述DCAC子模块的ID值；所述ID值根据所述DCAC子模块***所述高频辅助变流器的顺序而确定；

根据所述ID值和设定比例为对应的所述DCAC子模块设置延时时长。

进一步地，所述确认所述DCAC子模块锁相成功，包括：

若所述从机检测到自身三相输出电压与并机网络电压相位差小于相位差定值且幅值相近，则在预设时间段内持续检测所述相位和幅值；

若在预设时间段内，所述相位和幅值均未超出偏移范围，则确认锁相成功。

本申请的实施例具有以下的有益效果：

本申请实施例提出一种高频辅助变流器，通过将整个变流器模块化，使得每个模块都是独立工作，当某一个模块出现问题时，即可通过输入继电器和输出继电器切除该模块，且不影响其他***，不仅做到容易拆卸，提高维护的效率，降低维护成本，同时还提升整个***的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对本申请保护范围的限定。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。

图1示出了本申请一些实施方式的高频辅助变流器的第一结构示意图；

图2示出了本申请一些实施方式的高频辅助变流器的第二结构示意图；

图3示出了本申请一些实施方式的高频辅助变流器的第三结构示意图；

图4示出了本申请一些实施方式的高频辅助变流器的第四结构示意图；

图5示出了本申请一些实施方式的高频辅助变流器中的DCDC子模块的结构示意图；

图6示出了本申请一些实施方式的高频辅助变流器中的DCAC子模块的结构示意图；

图7示出了本申请一些实施方式的高频辅助变流器的第五结构示意图；

图8示出了本申请一些实施方式的高频辅助变流器中的DCDC子模块并机逻辑示意图；

图9示出了本申请一些实施方式的高频辅助变流器中的DCAC子模块均流算法逻辑示意图。

主要元件符号说明：

100-逆变模组；110-DCDC子模块；111-DCDC电路；112-DCDC输入继电器；113-DCDC输出继电器；120-DCAC子模块；121-DCAC电路；123-DCAC输出继电器；124-第二电压传感器；125-第四电压传感器；126-第五电压传感器；127-第三电压传感器；200-控制模块；300-接地检测装置；410-第一输出开关、420-第二输出开关；430-第三输出开关；500-外部电机；600-充电机模块。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在下文中，可在本申请的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本申请的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本申请的各种实施例中被清楚地限定。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

通常地，现有轨道交通车辆如铁路机车、高铁动车及地铁车辆等装载的辅助变流器是车辆最为关键的电源设备之一，其作用是实现轨道交通1500V等特定高压直流供电到三相交流380VAC等常规电压的电源变换，给车辆机电设备提供动力电源。其产品技术实现，既有产品多采用传统技术，利用大容量IGBT等功率元件来进行，一台辅助变流器通常包含一套功率变换模块单元。

现有的方案及特征，仍然存在较多缺点，比如，并机可靠性低、接地失效风险高，维护效率低、维护成本高等。

因此，为了解决上述问题，本申请提出一种高频辅助变流器和控制方法。

请参照图1，为本申请实施例提出的高频辅助变流器的一种结构示意图。示范性地，该高频辅助变流器应用于供电设备中，例如，该供电设备可以是电机等，此处不做限制。

在一些实施方式中，如图1所示，该高频辅助变流器包括控制模块200和若干个并联的逆变模组100，每个逆变模组100包括若干个DCDC子模块110和一个DCAC子模块120。每个DCDC子模块110的输入端并联且被配置接入输入电压，每个DCAC子模块120的输出端并联且被配置作为交流输出端；在每个逆变模组100中，每个DCDC子模块110的输出端并联至对应的DCAC子模块120的输入端。每个DCDC子模块110至少包括一输入继电器（图中使用K表示），每个DCAC子模块120至少包括一个输出继电器（图中使用K表示）。控制模块200分别与每个DCDC子模块110和每个DCAC子模块120连接，用于通过输入继电器和所述输出继电器对对应连接的所述DCDC子模块110和所述DCAC子模块120进行并机控制，以输出目标交流电压。

具体地，每个逆变模组100中的每个DCDC子模块110将输出的电压聚集一起后作为DCAC子模块120的输入电压，每个DCAC子模块120将输入电压进行调节并输出，将每个DCAC子模块120将输出的电压聚集后作为目标电压对连接的外部设备（图1未示出）进行供电。每个DCDC子模块110的输入继电器通过内部的开关控制着每个DCDC子模块电压的输出，每个DCAC子模块120的输出继电器通过内部的开关控制着该DCAC子模块电压的输入。控制模块200与每个DCDC子模块110和每个DCAC子模块120通信连接和电连接。通信连接的作用在于获取每个DCDC子模块110和每个DCAC子模块120的实时信息，通过实时信息来判断子模块是否出现故障等问题，通过电信号控制每个子模块中的输出继电器和输入继电器以使得每个子模块是否接入整个高频辅助变流器电路中。其中，每个逆变模组100中的所有DCDC子模块110和DCAC子模块120对应。例如，若一个逆变模组100中含有三个DCDC子模块110和一个DCAC子模块120，则这三个DCDC子模块110分别与该DCAC子模块120对应。高频辅助变流器中的逆变模组100数量可以为2~10个中任一个，这里不做限制。其中，每个逆变模组100中的DCDC子模块110数量的取值范围为2~5个，这里不做限定。控制模块200通过串口/CAN通信与其它子模块连接，实现对子模块的启停、隔离等控制。

在一些实施方式的高频辅助变流器中，如图2所示，还包括一接地检测装置300，接地检测装置300连接DCAC子模块120的输出端，用于检测是否接地。

示范性地，如图3所示（图3中采用3组逆变模组100为例），该接地检测装置300包括三个限流元件（图中R1-R3）和检测模块SVI；所述三个限流元件的第一端分别对应连接所述高频辅助变流器的三相交流输出端中的其中一相一条供电线，各所述限流元件的第二端连接到同一个中心点，所述检测模块SVI的第一端连接所述节点，所述检测模块SVI的第二端接地；所述检测模块SVI用于检测所述节点与地端之间的电参数，以用于判定是否存在接地故障及故障类型。

在一些实施方式的高频辅助变流器中，如图4所示，每个DCDC子模块110包括DCDC输入端J1和DCDC输出端T1，每个DCAC子模块120包括DCAC输入端J8、第五输出端T5、第六输出端T6和第七输出端T7。每个DCDC输入端J1并联且被配置为输入外部输入电压U1，例如，外部输入电压U1为1500V。每个逆变模组100中的所有DCDC子模块110的DCDC输出端T1并联至对应DCAC模块的第八输入端J8。每个第五输出端T5并联至第一输出开关410的一端，每个第六输出端T6并联至第二输出开关420的一端，每个第七输出端T7并联至第三输出开关430的一端，第一输出开关410、第二输出开关420和第三输出开关430的另一端用于分别连接外部电机500的三相线。除了连接外部电机500，此处也可以连接外部其他负载，此处不做限制。

具体地，在每个逆变模组100中，DCDC输出端T1输出经过调节后的正负电压（例如可以为+650V和-650V），将每个DCDC子模块110输出的电压聚集作为对应的DCAC子模块120的输入电压，每个DCAC子模块120将输入的电压进行调节后分别输出三相电压以控制电机，每个DCAC子模块120输出的同相电压汇集后作为外部电机500的该相电压（例如，不妨设，第五输出端T5、第六输出端T6和第七输出端T7分别输出U、V和W三相电压，则每个DCAC子模块120的第五输出端T5的U相电压汇聚以作为外部电机500的U相电压）。其中，第一输出开关410、第二输出开关420和第三输出开关430分别控制外部电机500的三相电压的占空比。

在一些实施方式的高频辅助变流器中，如图5所示，DCDC子模块110中包括一个输入继电器和一个输出继电器。具体地，每个DCDC子模块110还包括DCDC电路111、正输入端J11、负输入端J12和DCDC输出端T1；每个DCDC子模块110中的DCDC输入继电器112和DCDC输出继电器113都包括两个控制开关；DCDC正输出端T11和DCDC负输出端T12分别连接至对应的DCAC子模块120的正负端。DCDC电路111包括第三输入端J3、第四输入端J4、第三输出端T3和第四输出端T4；第三输入端J3通过DCDC输入继电器112的一个控制开关连接DCDC正输入端J11，第四输入端J4通过DCDC输入继电器112的另一个控制开关连接DCDC负输入端J12；第三输出端T3通过DCDC输出继电器113的一个控制开关连接DCDC正输出端T11，第四输出端T4通过DCDC输出继电器113的另一个控制开关连接DCDC负输出端T12。

在一些实施方式的高频辅助变流器中，如图6所示，每个DCAC子模块120还包括DCAC电路121、DCAC正输入端J81、DCAC负输入端J82、第五输出端T5、第六输出端T6和第七输出端T7；每个DCAC子模块120中的DCAC输出继电器123包括三个控制开关。DCAC电路121包括第十输入端J10、第十一输入端J11、第八输出端T8、第九输出端T9和第十输出端T10；第十输入端J10连接DCAC正输入端J81，第十一输入端J11连接DCAC负输入端J82；第八输出端T8通过DCAC输出继电器123的第一个控制开关连接第五输出端T5，第九输出端T9通过DCAC输出继电器123的第二个控制开关连接第六输出端T6，第十输出端T10通过DCAC输出继电器123的第三个控制开关连接第七输出端T7。DCAC子模块120还包括第二电压传感器124、第三电压传感器127、第四电压传感器125和第五电压传感器126。第二电压传感器124的正负两极分别对应连接DCAC正输入端J81和DCAC负输入端J82，第三电压传感器127的正负两极分别对应连接第六输出端T6和第七输出端T7，第四电压传感器125的正负两极分别对应连接第五输出端T5和第六输出端T6，第五电压传感器126的正负两极分别对应连接第五输出端T5和第七输出端T7。具体地，第三电压传感器127、第四电压传感器125和第五电压传感器126分别检测DCAC子模块120输出的三相电压。

在一些实施方式中，如图7所示，高频辅助变流器还包括另一个单独的DCDC子模块110作为充电机模块600，充电机模块600直接从整机输入取电，不受其他功率模块影响，更好保证控制供电。可选择地，该独立的充电机模块600可将1500V降低为110V对外供电。当然，还可以为其他不同的转换电压，这里不做限制。

优选地，在上述所有的高频辅助变流器中，DCDC子模块110和DCAC子模块120中的MOS管为碳化硅MOS管。

具体的，现有的高铁动车组及城轨的辅助变流器均采用传统的IGBT作为开关管，其存在的缺点主要有：开关频率低，磁性元器件体积大，造成整个功率模块，体积大、重量沉；损耗高，造成整个产品的效率低（效率小于92％）。因此，采用碳化硅MOS管可以工作在高达400kHz载波频率下，大幅降低隔离变压器等磁性元器件的尺寸及重量，以实现模块化和轻量化。优选地，辅助变流器中的二极管也为碳化硅二极管。

本申请的还提出一种高频辅助变流器控制方法，适用于本实施例的高频辅助变流器，示范性地，本实施例的高频辅助变流器控制方法，包括以下步骤：

S10，在所述高频辅助变流器工作过程中，获取所述接地检测装置300检测的电参数，并根据所述电参数确定所述高频辅助变流器是否存在故障。

由于本申请的高频辅助变流器采用多组DCAC不共母线的设计，在接地故障时，便于单组切除，继续运行，由此，所述电参数包括接地电压，本实施例的高频辅助变流器控制方法还包括：对各子模块的接地电压进行检测，若所述接地电压大于接地电压阈值，则表示存在某个子模块接地，则在各所述DCDC子模块110和DCAC子模块120中确定接地的子模块，标记为接地模块，并断开所述接地模块的输入继电器。

具体地，接地检测装置300分为两个阶段：

第一，自检阶段。

当高频辅助变流器自身满足启动条件且当此启动为上电后首次启动将会对高频辅助变流器内部进自检，主要过程为控制高频辅助变流器内各子模块启动逆变过程，保持交流输出接触器断开对高频辅助变流器内部进行检测。当检测到接地电压传感器检测到的接地电压大于交流有效值（例如50V），则上报高频辅助变流器接地故障，同时进行各子模块接地情况确认，发现接地模块，并上报接地模块故障。

第二，运行阶段。运行阶段接地检测则为辅逆正常工作时，持续对接地电压进行检测，当检测到接地电压大于电压有效值（例如100V），通过自检阶段逻辑判定，发现模块接地，确定接地模块，并断开接地模块的输入输出，让退出***，则上报接地告警至车辆，***可以继续运行。

具体的，若接地检测装置300检测到有接地时，则产生接地信号并传输至控制模块200。控制模块200接收到接地信号后，依次单独断开所有DCDC子模块110和DCAC子模块120中一个子模块的输入继电器和输出继电器，直至找到接地的子模块。例如，高频辅助变流器有两个逆变模组100，每个逆变模组100中包括2个DCDC子模块110和1个DCAC子模块120，分别为第一DCDC子模块110、第二DCDC子模块110、第三DCDC子模块110、第四DCDC子模块110、第一DCAC子模块120和第二DCAC子模块120，若发现接地时，则先断开第一DCDC子模块110的输入继电器和输出继电器，然后接地检测装置300进行检测，若发现依然接地，则闭合第一DCDC子模块110的输入继电器和输出继电器，继续断开剩下子模块中的任一个，直至找到接地的子模块为止。

进一步地，所述电参数包括高频辅助变流器的输出电压有效值；步骤S10中所述根据所述电参数确定所述高频辅助变流器是否存在故障，包括：

S110，根据所述高频辅助变流器的输出电压有效值和第一电压区间的关系，确定所述高频辅助变流器是否存在单相接地故障；其中，所述第一电压区间为（100V，200V）。即，若所述高频辅助变流器的输出电压有效值在第一电压区间内，则表示存在单相接地故障。

S120，根据所述高频辅助变流器的输出电压有效值和第二电压区间的关系，确定所述高频辅助变流器是否存在650V中间母线接地故障；所述第二电压区间为（200V，520V）。即，若所述高频辅助变流器的输出电压有效值在第二电压区间内，则表示存在650V中间母线接地故障。

S130，根据所述高频辅助变流器的输出电压有效值和第三电压的大小关系，确定所述高频辅助变流器是否存在1500V输入电压母线与650V中间母线串电故障。所述第三电压的范围为大于等于700V[），优选地，所述第三电压为700V。即，若所述高频辅助变流器的输出电压有效值大于第三电压，则表示存在1500V母线与中间650V母线串电故障。

S20，控制各所述DCDC子模块和各所述DCAC子模块并入网络。

在并机均流控制时，所述DCDC子模块110和所述DCAC子模块120根据启动信号分别进行并机。

S210，对于所述DCDC子模块110，控制模块200向各所述DCDC子模块110发送启动信号，并控制各所述DCDC子模块110的输出电压逐渐升压；在升压的过程中，根据各所述DCDC子模块110对应的输入功率逐步调节对应的输出电压的下垂量；直至所述DCDC子模块110输出电压正常。

具体地，由于DCDC子模块110输出直接连接至DCAC子模块120母线电容，在DCDC子模块110获得启动信号后，两机分别进行输出的逐渐升压。在升压的过程中，两机分别通过各自的输入功率逐步调节输出电压的下垂量，功率大的DCDC子模块110输出电压的下垂量更高，在升压完成时，DCDC子模块110正常输出并且两机达到均流效果。例如，图8所示，图中PID环路为根据当前输出电压与前面所计算得到的目标电压求差后进行PI运算，得到LLC所需频率，其中PI参数可根据LLC频率范围与输出电压范围近似拟定，开环实验所得，频率在65Khz至150Khz可对全范围输入调节输出电压至各自目标点，即650V-800V输出电压，则对应频率调节参数，Kp = (1000/65 - 1000/150) / (800-650) = 0.05812 (us/V)，Ki 取Kp 的1/10 以保证消除静态误差同时避免引入过量震荡，且能保证单次偏差值能在10次调节内消除。

S220，在DCAC子模块120并网之前，控制模块200向所述DCAC子模块120发送启动命令，所述DCAC子模块120进行逆变时，不断检测各所述DCAC子模块120的输出继电器的后端是否存在输出电压，以确定所述DCAC子模块120为主机或者从机并入网络实现并机均流控制。即，以此来判断是作为主机直接闭合继电器还是设置为从机先执行锁相动作再闭合继电器。

在一种实施方式中，步骤S220中所述检测各所述DCAC子模块120的输出继电器后是否存在输出电压，以确定所述DCAC子模块120为主机或者从机并入网络实现并机均流控制，包括：

S221，若在所述DCAC子模块120的输出继电器后未检测到输出电压时，根据预设延时策略执行延时，若在延时期间仍未检测到所述输出电压，则所述控制模块200控制闭合所述DCAC子模块120的输入输出继电器（DCAC输入继电器和DCAC输出继电器），以使所述DCAC子模块120成为主机。

具体的，所有接入的模块组成的电路称作网，接入整个电路的子模块称作子模块入网，当高频辅助变流器开始工作时，或在工作过程中有子模块需要连通（入网）时，则每个DCAC子模块120会先检测网上是否含有其他的DCAC子模块120（判断是否已有其他子模块入网的条件为检测到已有输出电压），若没有检测到，则进行入网操作（闭合输入继电器和输出继电器），并为该DCAC子模块120添加主机标志作为主机。这种方式可以使任意一台DCAC子模块120能够成为主机，可以有效避免固定主机模式在主机故障时整机无法启动的问题。本实施例中的延时策略是为了等待已有入网的子模块但是还未稳定，因此可能检测不到。

进一步地，上述所述预设延时策略包括：

获取所述DCAC子模块120的ID值；所述ID值根据所述DCAC子模块120***所述高频辅助变流器的顺序而确定；根据所述ID值和设定比例为对应的所述DCAC子模块120设置延时时长。

具体地，ID值为DCAC子模块120***整机的顺序号，其***整机后ID值固定，本申请延时策略中ID值越大，则延时越久。例如：ID值为01的DCAC子模块120延时为0.5s，ID值为02的DCAC子模块120延时1s。这种延时策略可以使任意一台DCAC子模块120能够成为主机，可以有效避免固定主机模式在主机故障时整机无法启动的问题。

S222，若在所述DCAC子模块120的输出继电器后检测到所述输出电压，则控制执行锁相，以使所述DCAC子模块120设置为从机。即，当DCAC子模块120检测到输出电压，表示已有主机并入网中，则执行锁相，将自身三相输出的频率、相位、幅值逐步逼近网上三相电压。

具体地，若DCAC子模块120检测到有DCAC子模块120并入网中，则DCAC子模块120将已检测到的信号传输至控制模块200，控制模块200控制该DCAC子模块120输出的三相电压的频率、相位和幅值对应调节为网上三相电压的频率、相位和幅值；若在预设时间段（0.1~1S）后，DCAC子模块120输出的三相电压的频率、相位和幅值均未超出网上三相电压的频率、相位和幅值对应的偏移阈值，则控制DCAC子模块120的输入继电器和输出继电器导通，且为DCAC子模块120添加从机标志。

S223，确认所述DCAC子模块锁相成功后，控制闭合所述从机的输入输出继电器，以使所述从机并入网中。进一步地，步骤S223中所述确认所述DCAC子模块120锁相成功，包括：

若所述从机检测到自身的三相输出电压与并机网络上电压相位差小于相位差定值且幅值相近，则在预设时间段内持续检测所述相位和幅值；预设时间段可以为500ms；若在预设时间段内，所述相位和幅值均未超出偏移范围，则确认锁相成功。

S224，在并入网后，根据各所述DCAC子模块120的输出有功功率与输出无功功率分别调整对应的幅值与频率，以实现均流效果。

例如，如图9所示，为DCAC子模块120均流算法逻辑示意图。

本申请实施例提出一种高频辅助变流器，通过将整个变流器模块化，使得每个模块都是独立工作，当某一个模块发生严重故障时，即可通过输入继电器和输出继电器独立切除该模块，且不影响其他***，不仅做到容易拆卸，提高维护的效率，降低维护成本，同时还提升整个***的稳定性。

每个DCDC子模块110两两并联后再与单个DCAC子模块120相连，并联的各DCAC子模块120不共母线（不共输入），各DCAC子模块120均取电于与之对应的两台并联的DCDC子模块110，形成单独的一个逆变***，多个逆变***通过逆变输出进行并联，构成三相交流输出***。当单个逆变模组100由于故障导致输出不正常或者外界负载跳动剧烈导致各逆变***分载不均时，不共母线可以有效避免逆变模组100互相充电导致的交流并机环流。另外，每个模块间可实现无线并联，便于现场维护，更便于***的扩容及冗余设计。

各逆变***有独立的输出继电器，这种结构能在功率模块发生严重故障时，比如接地故障，能迅速通过继电器动作来判定故障的功率模块并将单路逆变***切除，避免单机故障引起全***崩溃。

总之，本申请采用多组逆变模组100不共母线设计，利于抑制交流并机环流。即本申请中的逆变模组100通过将每个逆变模组100独立开来，以达到不共直流母线目的，从而更有效抑制交流并机环流。不仅可以便于切断环流，且输入独立的母线，基于母线电压的高低，控制输出电压及频率相位，可以实现更好的并机。

本申请的另一实施例还提出一种供电装置，包括上述的高频辅助变流器。

具体地，本实施例中的供电装置包括电机等，这里不做限制。

可以理解，本实施例的供电装置对应于上述实施例中的高频辅助变流器，其中，上述高频辅助变流器的可选项同样适用于本实施例，这里不再重复描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和结构图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，结构图和/或流程图中的每个方框、以及结构图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是智能手机、个人计算机、服务器、或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高频辅助变流器，其特征在于，包括控制模块和若干个并联的逆变模组，每个所述逆变模组包括若干个DCDC子模块和一个DCAC子模块；

每个所述DCDC子模块的输入端并联且被配置接入输入电压，每个所述DCAC子模块的输出端并联且被配置作为交流输出端；在所述逆变模组中，每个所述DCDC子模块的输出端并联至对应的DCAC子模块的输入端；

每个所述DCDC子模块至少包括一输入继电器，每个所述DCAC子模块至少包括一输出继电器；

所述控制模块分别与每个所述DCDC子模块和每个所述DCAC子模块连接，用于通过所述输入继电器和/或所述输出继电器对对应连接的所述DCDC子模块和所述DCAC子模块进行并机控制，以输出目标交流电压。

2.根据权利要求1所述的高频辅助变流器，其特征在于，还包括接地检测装置；所述接地检测装置包括三个限流元件和检测模块；所述三个限流元件的第一端分别对应连接所述高频辅助变流器的三相交流输出端中的其中一相，所述三个限流元件的第二端连接到同一个节点；所述检测模块的第一端连接所述节点，所述检测模块的第二端接地；

所述检测模块用于检测所述节点与地端之间的电参数，以判定是否存在接地故障及故障类型。

3.一种高频辅助变流器控制方法，其特征在于，所述控制方法适用于权利要求1或2所述的高频辅助变流器；所述控制方法包括：

控制各所述DCDC子模块和各所述DCAC子模块并入网络；

在所述高频辅助变流器工作过程中，获取所述接地检测装置检测的电参数，并根据所述电参数确定所述高频辅助变流器是否存在故障。

4.根据权利要求3所述的高频辅助变流器控制方法，其特征在于，所述电参数包括所述高频辅助变流器的输出电压有效值；

所述根据所述电参数确定所述高频辅助变流器是否存在故障，包括：

根据所述高频辅助变流器的输出电压有效值和第一电压区间的关系，确定所述高频辅助变流器是否存在单相接地故障；

根据所述高频辅助变流器的输出电压有效值和第二电压区间的关系，确定所述高频辅助变流器是否存在中间母线接地故障；

根据所述高频辅助变流器的输出电压有效值和第三电压的大小关系，确定所述高频辅助变流器是否存在输入电压母线与中间母线串电故障。

5.根据权利要求4所述的高频辅助变流器控制方法，其特征在于，所述第一电压区间为（100V，200V）；所述第二电压区间为（200V，520V）；所述第三电压的范围为大于等于700V。

6.根据权利要求4所述的高频辅助变流器控制方法，其特征在于，所述电参数还包括接地电压；

所述方法还包括：对各子模块的接地电压进行检测，若所述接地电压大于接地电压阈值，则在各所述DCDC子模块和DCAC子模块中确定接地的子模块，并断开接地子模块的输入继电器。

7.根据权利要求3所述的高频辅助变流器控制方法，其特征在于，所述控制各所述DCDC子模块和各所述DCAC子模块并入网络，包括：

向各所述DCDC子模块发送启动信号，并控制各所述DCDC子模块的输出电压逐渐升压；在升压的过程中，根据各所述DCDC子模块对应的输入功率逐步调节对应的输出电压的下垂量；直至所述DCDC子模块输出电压正常，以并入网络；

同时向所述DCAC子模块发送启动命令，所述DCAC子模块进行逆变时，检测各所述DCAC子模块是否存在输出电压，以确定所述DCAC子模块作为主机或者从机并入网络实现并机均流控制。

8.根据权利要求7所述的高频辅助变流器控制方法，其特征在于，所述检测各所述DCAC子模块是否存在输出电压，以确定所述DCAC子模块作为主机或者从机并入网络实现并机均流控制，包括：

若在所述DCAC子模块的输出继电器后未检测到输出电压时，根据预设延时策略执行延时，若在延时期间仍未检测到所述输出电压，则控制闭合所述DCAC子模块的输入输出继电器，以使所述DCAC子模块成为主机；

若在所述DCAC子模块的输出继电器后检测到所述输出电压，则控制执行锁相，以使所述DCAC子模块设置为从机；

确认所述DCAC子模块锁相成功后，控制闭合所述从机的输入输出继电器，以使所述从机并入网中；

在并入网后，根据各所述DCAC子模块的输出有功功率与输出无功功率分别调整对应的幅值与频率。

9.根据权利要求8所述的高频辅助变流器控制方法，其特征在于，所述预设延时策略包括：

获取所述DCAC子模块的ID值；所述ID值根据所述DCAC子模块***所述高频辅助变流器的顺序而确定；

根据所述ID值和设定比例为对应的所述DCAC子模块设置延时时长。

10.根据权利要求8所述的高频辅助变流器控制方法，其特征在于，所述确认所述DCAC子模块锁相成功，包括：

若所述从机检测到自身的三相输出电压与并机网络电压相位差小于相位差定值且幅值相近，则在预设时间段内持续检测所述相位和幅值；

若在预设时间段内，所述相位和幅值均未超出偏移范围，则确认锁相成功。