[发明专利]牵引传动系统直流侧支撑电容状态监测电路及方法

权利要求书

1.牵引传动系统直流侧支撑电容状态监测方法，其特征在于，该方法基于牵引传动系统直流侧支撑电容状态监测电路，电路包括电源模块、阻抗模块、整流模块、RC谐波模块及逆变器；

电源模块的公共端接地，电源模块的输出端连接阻抗模块的输入端，阻抗模块的输出端连接整流模块，整流模块的输出端分别连接RC谐波模块的输入端和逆变器的输入端，RC谐波模块与逆变器并联，逆变器的输出端连接三相异步电动机；

阻抗模块包括三个电感应线圈，三个感应线圈的一端分别与三相交流电源的a相、b相和c相连接，三个感应线圈的输出电流i_as，i_bs和i_cs流入整流模块；

方法包括以下步骤：

S01：根据每一个电感应线圈的输出电流i_as，i_bs和i_cs计算整流模块的输出电流i_in；根据逆变器的输出电流i_am，i_bm和i_cm计算逆变器的输入端电流i_out；

S02：计算电容电流i_c，i_c＝i_in-i_out；

S03：根据电容在不同频段的阻抗特性，得到电容器阻抗Z的表达式：ESR为电容在中频段时，电容阻抗的近似值；为电容在低频段时，电容阻抗的近似值；ωL为电容在高频段时，电容阻抗的近似值；

S04：根据电容阻抗特性可知，在低频条件下电容器的电容模型可近似为电容和ESR串联，电容器两端的电压V_dc为电容电压V_C和ESR电压V_ESR之和，即V_dc＝V_C+V_ESR，得到电容电流

S05：将S04中得到电容电流结果进行微分，得到其中，

S06：将代入积分得到

S07：选择低频段中两个不同截止频率的带通滤波器，提取不同频率的电压电流分量，得到关于电阻ESR和电容C的方程，求解电阻ESR和电容C的值。

2.根据权利要求1所述的牵引传动系统直流侧支撑电容状态监测方法，其特征在于，所述S01中整流模块的输出电流i_in的计算步骤包括：

S0101：判断每一个电感应线圈的输出电流i_as，i_bs和i_cs是否大于0，如果i_as，i_bs和i_cs大于0执行S0102；如果i_as，i_bs和i_cs小于零，执行S0103；

S0102：将电流i_as1，i_bs1和i_cs1分别赋值为i_as，i_bs和i_cs，执行S0104；

S0103：将电流i_as1，i_bs1和i_cs1分别赋值为0；

S0104：整流模块的输出电流i_in＝i_as1+i_bs1+i_cs1。

3.根据权利要求1所述的牵引传动系统直流侧支撑电容状态监测方法，其特征在于，所述S01中逆变器的输入端电流i_out的计算步骤包括：

S0105：根据逆变器相桥臂的上管和下管的导通状态判断状态标记S_A的值，当上管导通，下管关断时，S_A＝1；当上管关段，下管导通时，S_A＝0，

S0106：计算逆变器的输入端电流i_out，i_out＝S_A×i_am+S_B×i_bm+S_C×i_cm。