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[发明专利]一种针对数字控制延时的牵引整流器功率因数补偿方法-CN202211130835.X有效
发明人： 葛兴来;林春旭;王惠民;冯晓云;孙鹏飞;邓清丽;谢东 -专利权人：西南交通大学
申请日： 2022-09-16 - 公布日： 2023-10-24 - 主分类号： H02M1/42 文献下载
摘要：本发明公开了一种针对数字控制延时的牵引整流器功率因数补偿方法，包括以下步骤：根据数字控制器的采样过程分析并计算牵引整流器控制环节的采样延时；根据数字控制器的脉冲生成过程分析并计算牵引整流器控制环节的PWM延时；计算功率因数补偿所需的移相角度；对调制波进行移相变换；本发明针对牵引整流器在瞬态直接电流控制中由数字控制延时导致功率因数降低的问题，仅利用少量信息即可消除由数字控制延时带来的相位滞后、提高牵引整流器的功率因数，设计过程简单且移植性较强。
一种针对数字控制延时牵引整流器功率因数补偿方法

[发明专利]基于数字孪生模型的三相永磁同步电机参数估计方法-CN202310700240.1在审
发明人：宋文胜;邹宇超;张思慧;麻宸伟;李佳耀;陈健;王青元;葛兴来 -专利权人：西南交通大学
申请日： 2023-06-13 - 公布日： 2023-09-26 - 主分类号： H02P21/14 文献下载
摘要：本发明公开基于数字孪生模型的三相永磁同步电机参数估计方法，涉及永磁同步电机数字孪生应用研究领域，拟解决现有技术无法有效估计三相永磁同步电机参数的问题；本发明首先建立三相两电平逆变器、永磁同步电机、控制器的闭环数学模型；然后利用实验平台传感器数据，以智能算法为桥梁，不断迭代寻优关键参数，当所建立模型输出与实际物理电路输出一致时，三相逆变器驱动永磁同步电机的闭环系统数字孪生模型得以建立；不同工况下，该数字孪生模型可以模拟实际电路运行状态；最后，将所得到的永磁同步电机关键参数进行多次估计并取平均值，最终获得永磁同步电机关键参数；本发明可以实现永磁同步电机关键参数估计，并可以同时得到多个关键参数。
基于数字孪生模型三相永磁同步电机参数估计方法

[发明专利]一种MMC分裂电容子模块优化方法-CN202310479712.5在审
发明人：杨顺风;王云山;庄富元;葛兴来;苟斌 -专利权人：西南交通大学
申请日： 2023-04-28 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： H02M1/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种MMC分裂电容子模块优化方法，将传统MMC的半桥子模块拓扑变为分裂电容解耦拓扑，在原有半桥子模块的基础上增加由开关管和电感组成的解耦电路，并将传统的MMC子模块电容拆解成两个分裂结构的电容，其中电感Lf起到限制电流变化，进而控制电容C1和C2进行充放电的作用，使得能够在给定工况下通过本设计流程最终可以得到满足变流器运行要求并结合实际的最小器件选型，有效提升了变流器的功率密度。
一种 mmc 分裂电容模块优化方法

[发明专利]一种基于占空比优化的五相逆变器模型预测电流控制方法-CN202010452263.1有效
发明人：何鸿云;宋文胜;余彬;陈溉泉;王青元;崔恒斌;冯晓云;李婷婷;葛兴来 -专利权人：成都运达轨道交通技术服务有限公司;西南交通大学
申请日： 2020-05-26 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： H02P21/22 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于占空比优化的五相逆变器模型预测电流控制方法，具体包括：选择α‑β子空间4个相邻大矢量按照特定占空比合成虚拟电压矢量，消除x‑y子空间的谐波电压；选用虚拟电压矢量构造有限控制集，简化预测模型和评价函数；估算每个控制周期虚拟电压矢量作用时间，进行占空比优化，减小电流纹波；选择方向相反的2个大矢量按照相同的占空比组合，调节每个控制周期伏秒值，从而抑制共模电压；设计优化开关序列，实现各桥臂开关动作次数平均。本发明在有效抑制低次谐波电流的同时，共模电压减小80％；且简化了评价函数，提高了电流跟踪精度，减小了电流纹波。
一种基于优化逆变器模型预测电流控制方法

[发明专利]基于数字孪生模型的单相PWM整流器健康状态参数监测方法-CN202310479781.6在审
发明人：宋文胜;张思慧;陈健;麻宸伟;唐涛;葛兴来;刘东;王青元;冯晓云 -专利权人：西南交通大学
申请日： 2023-04-28 - 公布日： 2023-08-01 - 主分类号： G06F30/367 文献下载
摘要：本发明公开基于数字孪生模型的单相PWM整流器健康状态参数监测方法，涉及AC‑DC变流器的建模技术与状态监测领域，现有技术无法在不加入额外的传感器或监测电路的情况下实现对整流器系统的健康监测；本发明引入功率器件的健康状态参数，首先搭建单相两电平PWM整流器的主电路拓扑离散化数学模型；然后搭建控制系统与采样环节的离散化数学模型；再结合主电路数学模型，得到PWM整流器的离散化闭环数学模型；将闭环数学模型与实际PWM整流器实验平台的外特性数据相结合，迭代寻优模型内部关键参数，以获得单相两电平PWM整流器的闭环数字孪生模型；本发明通过构建单相两电平PWM整流器完整的闭环数字孪生模型有效模拟实际系统的稳态与动态运行状态，并监测可表征系统健康状态的关键参数。
基于数字孪生模型单相 pwm 整流器健康状态参数监测方法

[发明专利]一种感应电机无速度传感器控制方法-CN202210404119.X有效
发明人：王惠民;葛兴来;左运;冯晓云;宋文胜;王青元 -专利权人：西南交通大学
申请日： 2022-04-18 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： H02P21/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种感应电机无速度传感器控制方法，具体为：建立感应电机矢量控制模型，并对调制模块输出的脉冲、直流侧电压进行处理和运算得到三相电压，将三相电压和三相定子电流变换到α‑β坐标系内；对重构的电压信号以及反馈的电流信号进行运算和处理，建立快速终端滑模观测器，得到感应电机的转子反电动势；对转子反电动势分量幅值归一化处理，利用跟踪微分器‑锁频环得到感应电机的估计速度；将估计的转速输入到感应电机矢量控制系统，实现感应电机无速度传感器运行。本发明有效降低各种干扰的不利影响，对于不同的工况均有很好的适应性；同时实时性好，能够满足速度估计的要求；还具有易于实现，计算负担小，鲁棒性强的特点。
一种感应电机速度传感器控制方法

[发明专利]基于改进型q型锁相环的牵引电机无速度传感器控制方法-CN202010830257.5有效
发明人： 葛兴来;左运;冯晓云;宋文胜;苟斌 -专利权人：西南交通大学
申请日： 2020-08-18 - 公布日： 2023-07-04 - 主分类号： H02P21/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于改进型q型锁相环的牵引电机无速度传感器控制方法，具体为：1、搭建闭环转子磁链观测器观测转子磁链；2、搭建改进型q型锁相环；3、将观测出的转子磁链输入到改进型q型锁相环中，得到电机转速和转子相位角；4、将计算出的电机转速和转子相位角输入到牵引电机矢量控制系统中，完成牵引电机的无速度传感器控制。本发明可以有效弥补传统q型锁相环在牵引电机升降速时的速度辨识误差以及转子相位角辨识误差；并未增加系统的阶数，因此对系统的动态性能以及稳定裕度不会带来不利影响；本发明可在多工况下实现良好的估计性能，并且结构简单，易于实现。
基于改进型型锁相环牵引电机速度传感器控制方法

[发明专利]一种适用于高速列车牵引变流器的改进模型预测控制方法-CN202211473965.3在审
发明人：宋文胜;岳豪;李佳耀;麻宸伟;陈健;葛兴来;冯晓云 -专利权人：西南交通大学
申请日： 2022-11-23 - 公布日： 2023-05-09 - 主分类号： H02P21/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种适用于高速列车牵引变流器的改进模型预测控制方法，具体为：采样牵引变压器二次侧电压获得其幅值及相位信息；采样牵引电机实际转速与逆变侧电流，通过计算得出dq轴参考电压矢量与电流矢量；根据逆变侧参考电压矢量、电流矢量与母线电压估算母线电流；根据直流母线电流估算值与母线电压误差求解整流侧电流指令值；同时，直流母线电流项加入积分补偿，进而构成一个基于直流母线电流前馈的积分补偿项；采用无差拍预测控制方法实现整流侧电流的精确控制。本发明在不额外增加传感器的情况下估算出直流母线电流，提高了整流器直流母线电压的响应速度，降低了响应过程中的电压过冲，实现了整流器输出性能的整体提升。
一种适用于高速列车牵引变流器改进模型预测控制方法

[发明专利]一种基于开通电压下降平台的IGBT结温监测方法-CN202310011456.7在审
发明人：冯晓云;曹虎;葛兴来;张林林;邓清丽;苟斌;王惠民 -专利权人：西南交通大学
申请日： 2023-01-05 - 公布日： 2023-04-28 - 主分类号： G01R31/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于开通电压下降平台的IGBT结温监测方法，属于IGBT结温监测领域，该方法包括对IGBT模块进行预处理，得到第一IGBT模块；根据第一IGBT模块，利用加热板和红外测温仪，得到不同温度下IGBT的辅助‑功率发射极电压、集射极电压、集电极电流和IGBT结温；根据辅助‑功率发射极电压、集射极电压和集电极电流，定位开通电压下降平台；根据开通电压下降平台和IGBT结温，得到第一数据集；拟合第一数据集，得到开通电压下降平台与结温的拟合关系；根据拟合关系，建立结温监测模型，实现变流器中IGBT结温监测。本发明解决了现有基于温敏电参数的结温监测方法易受集电极电流影响的问题。
一种基于开通电压下降平台 igbt 监测方法

[发明专利]一种抑制五相逆变器共模电压的有限集模型预测控制方法-CN202010406346.7有效
发明人：冯晓云;余彬;宋文胜;李建新;郭永琪;葛兴来;苟斌;杨顺风 -专利权人：西南交通大学
申请日： 2020-05-14 - 公布日： 2023-04-11 - 主分类号： H02M7/5387 文献下载
摘要：本发明公开了一种抑制五相逆变器共模电压的有限集模型预测控制方法，具体为：利用五相逆变器输出的十个大矢量来合成虚拟电压矢量，选择相邻的四个大矢量合成α‑β子空间下的虚拟有效电压矢量，共合成十个虚拟有效电压矢量，选择两方向相反的大矢量合成虚拟零矢量；以虚拟电压矢量作为矢量控制集，通过简化的预测模型预测电流变化趋势；利用简化的评价函数，选择出最优的虚拟电压矢量；最后，设计对称的开关序列输出最优矢量。本发明有效抑制了共模电压和低次谐波电流，提高了逆变器输出电流稳态性能；此外，得益于虚拟电压矢量抑制共模电压和低次谐波的特点，预测模型和评价函数得到简化，算法计算复杂度低，易于数字化实现。
一种抑制逆变器电压有限模型预测控制方法

[发明专利]一种基于数据驱动的传感器间歇性故障诊断方法-CN202210872961.6有效
发明人：苟斌;熊伟;张坤;冯晓云;葛兴来;杨顺风;孙鹏飞 -专利权人：西南交通大学
申请日： 2022-07-21 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： G06F18/24 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于数据驱动的传感器间歇性故障诊断方法，属于故障诊断技术领域，该方法包括：采集牵引传动系统中的传感器信号及控制信号，生成数据集D；对数据集D进行归一化处理，得到数据集D*，再将数据集D*以非线性自回归结构排列，得到NARX结构的数据集DN，并在数据集DN上划分训练集与测试集；利用训练集和测试集训练和测试极限学习机，构建电流预测器；利用电流预测器对直流侧电压传感器间歇性的故障进行诊断。本发明实现了牵引逆变系统中直流侧电压传感器的间歇性故障在线诊断。
一种基于数据驱动传感器间歇性故障诊断方法

[发明专利]一种基于RVFL的单相PWM整流器功率器件IGBT开路故障诊断方法-CN202211445342.5在审
发明人：冯晓云;邓清丽;苟斌;葛兴来;林春旭;谢东;王惠民 -专利权人：西南交通大学
申请日： 2022-11-18 - 公布日： 2023-03-21 - 主分类号： G06F18/214 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于RVFL的单相PWM整流器功率器件IGBT开路故障诊断方法，本方法基于实验平台和其数字仿真系统获取IGBT开路故障的原始数据库，设计故障特征向量，利用RVFL分类器训练故障分类器，调整网络模型的节点数和激活函数以节约计算资源和时间，利用已经训练好的网络模型对在线获取的数据样本分类识别，解决了单相PWM整流器中IGBT开路故障的实时快速诊断问题，有利于故障诊断算法的实时在线运行。
一种基于 rvfl 单相 pwm 整流器功率器件 igbt 开路故障诊断方法

[发明专利]一种结合重采样和集成学习的电力电子系统故障诊断方法-CN202211510375.3在审
发明人：苟斌;邓清丽;冯晓云;葛兴来;林春旭;杨顺风;谢东;王惠民 -专利权人：西南交通大学
申请日： 2022-11-29 - 公布日： 2023-02-24 - 主分类号： G06F18/2431 文献下载
摘要：本发明公开了一种结合重采样和集成学习的电力电子系统故障诊断方法，属于电力电子设备故障诊断技术领域，该方法包括实时采样电力电子系统二分之一基波周期内的电流数据，对电流数据进行标幺化处理，得到标幺化数据；根据标幺化数据，基于快速傅里叶变换算法，得到标幺化数据的频域特征；根据频域特征，通过特征提取选择器，得到标幺化数据的特征向量；根据标幺化数据的特征向量，利用集成分类模型，得到故障类别标签，完成电力电子系统故障诊断。本发明解决了现有故障诊断方法中存在的原始数据样本不平衡、导致现有机器学习模型诊断不准确甚至判断错误的技术问题，有效地实现了电力电子系统的传感器和功率器件多种不同故障类型的诊断。
一种结合采样集成学习电力电子系统故障诊断方法

[发明专利]一种基于栅极电压下降时间的IGBT结温在线监测电路-CN202211367178.0在审
发明人：宋文胜;唐涛;杨柯欣;陈健;麻宸伟;葛兴来;冯晓云 -专利权人：西南交通大学
申请日： 2022-11-02 - 公布日： 2023-01-13 - 主分类号： G01R31/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于栅极电压下降时间的IGBT结温在线监测电路，包括高速比较单元、脉冲选通单元和信号转换单元；高速比较单元包括隔离输入运算放大器、高位比较单元、低位比较器单元、输入参考单元CMPA和CMPB、逻辑异或门单元；脉冲选通单元包括高速精密单稳态多谐振荡单元和高速MOSFET选通单元；信号转换单元包括二极管钳位二阶RC低通检测单元和隔离输出运算放大器。本发明将该下降时间作为温敏电参数来实现IGBT的结温在线监测，简单易实现，应用于在线监测时线性度高、体积小、成本低、精度高、对主电路没有影响。
一种基于栅极电压下降时间 igbt 在线监测电路

[发明专利]基于开通栅极电压全局特征的键合线健康状态监测方法-CN202211206111.9在审
发明人： 葛兴来;柴育恒;许智亮;王惠民;冯晓云 -专利权人：西南交通大学
申请日： 2022-09-30 - 公布日： 2023-01-10 - 主分类号： G01R31/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于开通栅极电压全局特征的键合线健康状态监测方法，具体为：利用双脉冲实验获取开通栅极电压全局特征信息并拆分为训练集与测试集，作为键合线断裂监测模型的输入；在此基础上，结合线性判别分析LDA和支持向量机SVM降低客观因素的影响，获取键合线断裂监测最优模型，实现IGBT键合线健康状态的准确监测。本发明适用于变流器实际运行工况，并且该键合线健康状态监测方案具有易于实现，方便直接，鲁棒性强的特点，弥补了现有基于功率回路电气特征参数的键合线健康状态监测方法中参数提取困难、安全性差、受到IGBT结温和负载电流工况变化等因素干扰的技术问题。
基于开通栅极电压全局特征键合线健康状态监测方法

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