【技术实现步骤摘要】
一种两电平牵引逆变器IGBT结温控制方法及系统
本专利技术涉及电力电子
，尤其涉及一种两电平牵引逆变器IGBT结温控制方法及系统。
技术介绍
牵引变流器作为高速列车牵引传动系统的重要组成部分，其稳定可靠运行直接关系到整个系统的安全运行。两电平牵引变流器作为一种常用的拓扑结构，其中电机侧逆变器往往承受着剧烈的电热应力，尤其是逆变器中的功率开关器件绝缘栅双极型晶体管(IGBT)是变流器中故障率较高的器件之一。因此，通过采取相应的控制方法延缓IGBT的损耗，从而增强变流器整体的运行安全性，提升变流器整体使用寿命，对保障高速列车的安全运行具有十分重要的意义。在整个牵引逆变器的使用寿命中，IGBT会经历不同类型的应力，尤其是结温波动造成的热应力。由于IGBT由几层不同的材料组成，每层材料具有不同的热膨胀系数，在承受热应力时每层材料会有不同程度的收缩和膨胀，随着时间的推移会导致IGBT的损耗和老化，最终导致失效，造成器件的开路故障和短路故障，引起故障环流、波形缺失、谐波突增，严重影响变流器系统的整体运行安全。在牵引逆变器几...
【技术保护点】
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：/nS1：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；/nS2: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；/nS3：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；/nS4：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；/nS5：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...
【技术特征摘要】
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；
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，Te为牵引电机输出转矩，np为电机极对数，Lm为牵引电机定子与转子间的互感，Lr为转子电感，ψr为转子磁链，iq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，Tr为转子时间常数，计算如式下：
式中，Rr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，ωr为牵引电机转子角速度，ωs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，Kp1为比例系数，Ki1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；Kp2、Kp3都为比例系数；Ki2、Ki3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...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈志文，高飞，彭涛，杨超，秦瑞，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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