[发明专利]一种两电平牵引逆变器IGBT结温控制方法及系统

权利要求书

1.一种两电平牵引逆变器IGBT结温控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：设定采样周期，采集当前周期内牵引电机的三相定子电流，根据所述三相定子电流计算当前周期内的牵引电机的输出转矩、转子磁链和三相定子电流在两相静止坐标系中的夹角；

S2:根据所述牵引电机的输出转矩、所述转子磁链和所述三相定子电流在两相静止坐标系中的夹角计算得到当前周期内牵引电机的三相电流参考值；

S3：建立所述三相电流参考值和三相电流实际值之间的残差模型；

S4：获取残差中的最大值和最小值，根据所述最大值和所述最小值计算得到共模量；

计算共模量的计算公式如下：

式中，z为共模量，k为共模系数，k的取值为[0,1]，i_a、i_b、i_c分别为牵引电机定子三相电流实际值，分别为三相电流参考值；

S5：计算所述残差模型的输出值和所述共模量的和值，将该和值输入滞环控制器，若该和值超过滞环控制器内预设的正的阈值时，所述滞环控制器输出1，并控制目标IGBT开通；若该和值小于滞环控制器内预设的负的阈值时，所述滞环控制器输出0，并控制目标IGBT关断。

2.根据权利要求1所述的两电平牵引逆变器IGBT结温控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

S6：建立目标IGBT在当前周期的结温与三相电流、开关信号以及上一周期结温之间的第四关系模型；

S7：根据所述第四关系模型计算目标IGBT在当前周期的结温值。

3.根据权利要求1所述的两电平牵引逆变器IGBT结温控制方法，其特征在于，所述S1具体包括以下步骤：

建立三相定子电流分别与当前周期内的牵引电机的输出转矩、转子磁链和三相定子电流在两相静止坐标系中的夹角的关系模型如下：

式中，T_e为牵引电机输出转矩，n_p为电机极对数，L_m为牵引电机定子与转子间的互感，L_r为转子电感，ψ_r为转子磁链，i_q为两相旋转坐标系的q轴电流值；

其中，转子磁链的计算公式如下：

式中，T_r为转子时间常数，i_d为两相旋转坐标系的d轴电流值，计算如式下：

式中，R_r为转子电阻；

定子电流在两相静止坐标系中的夹角计算公式如下：

式中，为两相静止坐标系α和β轴间的夹角，ω_r为牵引电机转子角速度，ω_s为转差角频率，计算如式下：

4.根据权利要求3所述的两电平牵引逆变器IGBT结温控制方法，其特征在于，所述S2具体包括以下步骤：

S21：计算牵引电机转矩给定值计算公式如下：

式中，v^*为速度给定值，v为速度实际值，K_p1为比例系数，K_i1为积分系数；

S22：计算两相旋转坐标系d和q轴电流参考值，计算公式如下：

式中，为两相旋转坐标系中d轴电流参考值，为两相旋转坐标系中q轴电流参考值，为转子磁链给定值，为常数；K_p2、K_p3都为比例系数；K_i2、K_i3都为积分系数；

S23：计算两相静止坐标系α和β轴电流参考值，计算公式如下：

式中，为两相静止坐标系中α轴电流参考值，为两相静止坐标系中β轴电流参考值；

S24：计算牵引电机三相电流参考值，计算公式如下：

式中，为a相电流参考值，为b相电流参考值；为c相电流参考值。