逆变器的保护方法和系统以及车辆技术方案

本发明专利技术提出一种逆变器的保护方法和系统，所述逆变器用于驱动电机，所述方法包括以下步骤：获取所述电机的转速；当所述电机的转速小于等于预设转速时，确定所述待使用的控制算法为所述电流控制算法，并根据所述电机的电流幅值控制逆变器向所述电机注入电流矢量；当所述电机的转速大于所述预设转速时，确定所述待使用的控制算法为所述脉冲控制算法，并对所述逆变器的控制信号的占空比进行调节，以使所述控制信号未存在窄脉冲，有效防止牵引逆变器因出现驱动窄脉冲现象引发的损坏。

Protection method and system of inverter and vehicle

【技术实现步骤摘要】
逆变器的保护方法和系统以及车辆
本专利技术涉及车辆
，尤其涉及一种逆变器的保护方法和系统以及车辆。
技术介绍
在车辆控制运行过程中，例如轨道列车牵引逆变器运行过程中，由于轨道列车的惯性较大，以及多动力分布等因素，会在电机低速运行时，产生极微小的过零驱动电流，从而导致逆变器中的二极管不能有效开通，即未完全开通就发生关断；在电机高速运行时，因满荷运行，功率开关管的占空比几近100％的状态，尤其在母线电压较低且大功率运行时，这种高占空比的开通状态时有发生。因此，相关技术中逆变器的运行会对功率模块造成不利影响，严重时，甚至会导致功率模块损坏。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的第一个目的在于提出一种逆变器的保护方法，以能够有效防止牵引逆变器因出现驱动窄脉冲现象引发的损坏。本专利技术的第二个目的在于提出一种逆变器的保护系统。本专利技术的第三个目的在于提出一种车辆。本专利技术的第四个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。为达上述目的，本专利技术第一方面实施例提出了一种逆变器的保护方法，所述逆变器用于驱动电机，所述方法包括以下步骤：获取所述电机的转速；当所述电机的转速小于等于预设转速时，确定所述待使用的控制算法为电流控制算法，并根据所述电机的电流幅值控制逆变器向所述电机注入电流矢量；当所述电机的转速大于所述预设转速时，确定所述待使用的控制算法为脉冲控制算法，并对所述逆变器的控制信号的占空比进行调节，以使所述控制信号未存在窄脉冲，其中，所述窄脉冲的脉冲宽度小于预设阈值。根据本专利技术实施例的逆变器的保护方法，通过电机转速确定待使用的控制算法，当电机的转速小于等于预设转速时，确定待使用的控制算法为电流控制算法，并根据电机的电流幅值控制逆变器向电机注入电流矢量，当电机的转速大于预设转速时，确定待使用的控制算法为脉冲控制算法，并对逆变器的控制信号的占空比进行调节，以使控制信号未存在窄脉冲。由此，本专利技术实施例的保护方法能够通过确定待使用的控制算法，以在采用不同控制算法时对逆变器进行不同的控制策略，从而在牵引电机全速度段运行过程中，能够有效防止牵引逆变器因出现驱动窄脉冲现象引发的损坏，在不改变硬件电路拓扑结构的情况下，仅通过软件算法即可提高牵引逆变器的运行安全性和可靠性。为达上述目的，本专利技术第二方面实施例提出了一种逆变器的保护系统，包括：逆变器，所述逆变器与电机相连以驱动所述电机；控制模块，所述控制模块与所述逆变器相连，所述控制模块用于进行获取所述电机的转速；当所述电机的转速小于等于预设转速时，确定所述待使用的控制算法为电流控制算法，并根据所述电机的电流幅值控制逆变器向所述电机注入电流矢量；当所述电机的转速大于所述预设转速时，确定所述待使用的控制算法为脉冲控制算法，并对所述逆变器的控制信号的占空比进行调节，以使所述控制信号未存在窄脉冲，其中，所述窄脉冲的脉冲宽度小于预设阈值。根据本专利技术实施例的逆变器的保护系统，通过逆变器驱动电机，控制模块通过电机转速确定待使用的控制算法，当电机的转速小于等于预设转速时，确定待使用的控制算法为电流控制算法，并根据电机的电流幅值控制逆变器向电机注入电流矢量，当电机的转速大于预设转速时，确定待使用的控制算法为脉冲控制算法，并对逆变器的控制信号的占空比进行调节，以使控制信号未存在窄脉冲。由此，本专利技术实施例的保护系统能够通过确定待使用的控制算法，以在采用不同控制算法时对逆变器进行不同的控制策略，从而在牵引电机全速度段运行过程中，能够有效防止牵引逆变器因出现驱动窄脉冲现象引发的损坏，在不改变硬件电路拓扑结构的情况下，仅通过软件算法即可提高牵引逆变器的运行安全性和可靠性。为达上述目的，本专利技术第三方面实施例提出了一种车辆，包括根据所述的逆变器的保护系统。为了实现上述目的，本专利技术第四方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有逆变器的保护程序，该程序被处理器执行时实现所述的逆变器的保护方法。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为本专利技术实施例的逆变器的保护方法的流程图；图2为本专利技术另一个实施例的逆变器的保护方法的流程图；图3为本专利技术又一个实施例的逆变器的保护方法的流程图；图4为本专利技术实施例的逆变器的保护系统的方框示意图；图5为本专利技术实施例的车辆的方框示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在轨道交通牵引逆变器运行过程中，功率模块的窄脉冲是引起功率模块失效的重要因素之一。其中，功率模块的窄脉冲现象是指IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)未完全开通又发生关断的现象。在功率模块的IGBT或二极管在未完全开通又关断的过程中，产生的变化量di/dt要比正常完全开通再关断的情况大很多，因此，会对IGBT单元产生极大的关断电压尖峰，对二极管产生较大的振荡，从而对功率模块有不利的影响，造成IPM(IntelligentPowerModule，智能功率模块)故障，严重时，会导致功率模块损坏。相关技术中，为了解决上述问题，通常采用的方法是：硬件方面，优化电路拓扑，减小电路中的杂散电感或减少电流的变化量di/dt，以避免热击穿或高压击穿；软件方面，采用消除窄脉冲的算法，当PWM(PulseWidthModulation，脉宽调制)满调制时，在输出的PWM波形中出现小于某一个阈值(例如4us)的窄脉冲时，直接输出0占空比。但是，相关技术中存在的问题是，上述软件方面消除窄脉冲的算法，并不能完全消除功率模块窄脉冲的影响，不利于功率模块的安全驱动。而且，在IGBT驱动窄脉冲的消除算法，存在较为明显的输出电压损失，不利于电机峰值功率的输出。基于此，本专利技术提出了一种逆变器的保护方法和系统。下面参考附图描述本专利技术实施例的逆变器的保护方法和系统。图1为本专利技术实施例的逆变器的保护方法的流程图。其中，逆变器用于驱动电机。如图1所示，本专利技术实施例的逆变器的保护方法，包括以下步骤：S1：获取电机的转速。需要说明的是，在本专利技术实施例中，可通过获取电机转速来确定控制算法，其中，控制算法包括电流控制算法和脉冲控制算法。S2：当电机的转速小于等于预设转速时，确定待使用的控制算法为电流控制算法，并根据电机的电流幅值控制逆变器向电机注入电流矢量。其中，根据电流调整指令进行查表确定电机的电流幅值。应当理解的是，在车辆运行过程中，当需要改变车辆状态时，会发送电流调整指令，以根据电流调整指令进行查表确定电机的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种逆变器的保护方法，其特征在于，所述逆变器用于驱动电机，所述方法包括以下步骤：/n获取所述电机的转速；/n当所述电机的转速小于等于预设转速时，确定所述待使用的控制算法为电流控制算法，并根据所述电机的电流幅值控制逆变器向所述电机注入电流矢量；/n当所述电机的转速大于所述预设转速时，确定所述待使用的控制算法为脉冲控制算法，并对所述逆变器的控制信号的占空比进行调节，以使所述控制信号未存在窄脉冲，其中，所述窄脉冲的脉冲宽度小于预设阈值。/n

【技术特征摘要】
1.一种逆变器的保护方法，其特征在于，所述逆变器用于驱动电机，所述方法包括以下步骤：
获取所述电机的转速；
当所述电机的转速小于等于预设转速时，确定所述待使用的控制算法为电流控制算法，并根据所述电机的电流幅值控制逆变器向所述电机注入电流矢量；
当所述电机的转速大于所述预设转速时，确定所述待使用的控制算法为脉冲控制算法，并对所述逆变器的控制信号的占空比进行调节，以使所述控制信号未存在窄脉冲，其中，所述窄脉冲的脉冲宽度小于预设阈值。


2.根据权利要求1所述的逆变器的保护方法，其特征在于，所述根据所述电机的电流幅值向所述电机注入电流矢量包括：
当所述电机的电流幅值小于预设电流阈值时，将所述电流矢量的直轴电流参考值设定为所述预设电流阈值，并将所述电流矢量的交轴电流参考值设定为交轴电流设定值；
当所述电机的电流幅值大于或等于预设电流阈值时，将所述电流矢量的直轴电流参考值设定为所述直轴电流设定值，并将所述电流矢量的交轴电流参考值设定为所述交轴电流设定值。


3.根据权利要求1所述的逆变器的保护方法，其特征在于，所述对输入到所述逆变器的控制信号的占空比进行调节包括：
获取所述控制信号的占空比；
当所述占空比大于第一预设阈值时，将所述输入到所述逆变器的控制信号的占空比调整为100％；
当所述占空比大于等于所述第二预设阈值且小于等于所述第一预设阈值时，将所述输入到所述逆变器的控制信号的占空比调整为所述第二预设阈值，其中，所述第二预设阈值为100％减去所述预设阈值的差值。


4.根据权利要求1所述的逆变器的保护方法，其特征在于，还包括：
当所述占空比小于第三预设阈值时，将所述输入到所述逆变器的控制信号的占空比调整为0％；
当所述占空比大于等于所述第三预设阈值且小于等于所述预设阈值时，将所述输入到所述逆变器的控制信号的占空比调整为所述预设阈值；
其中，所述第三预设阈值为0％加上a倍的所述预设阈值的值，a为大于0且小于1的数值。


5.根据权利要求3所述的逆变器的保护方法，其特征在于，所述第一预设阈值为100％减去a倍的所述预设阈值的差值，其中，a为大于0且小于1的数值。


6.根据权利要求1或2所述的逆变器的保护方法，其特征在于，还包括：
根据电流调整指令进行查表确定所述电机的电流幅值。


7.一种逆变器的保护系统，其特征在于，包括：
逆变器，所述逆变器与电机相连以驱动所述电机；
控制模块，所述控制模块与所述逆变器相连，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐鲁辉，肖恺，杜智勇，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44