基于温度控制的高压永磁电机驱动整流器损耗优化方法技术

本发明专利技术提出了一种基于温度控制的高压永磁电机驱动整流器损耗优化方法，用以解决现有驱动整流器控制技术提高复杂度，降低驱动整流器性能问题。本发明专利技术步骤为：搭建高压永磁电机的驱动系统；利用温度传感器实时检测驱动整流器中全控型开关管的壳温信息，并将壳温信息传送至损耗控制器；当全控型开关管的平均壳温高于设定的阈值或主动开启控制时，将驱动整流器的运行方式切换为无桥运行模态；根据全控型开关管的温度，PWM信号发生器配置不同的驱动信号，实现无桥运行模态的动态时空分布。本发明专利技术无需增加额外的冗余器件，降低了硬件设计成本；对整流器的运行模态进行时空重组，具有更好的适应性；无桥运行模态切换平滑，整流器的输出性能不受影响。输出性能不受影响。输出性能不受影响。

【技术实现步骤摘要】
基于温度控制的高压永磁电机驱动整流器损耗优化方法


[0001]本专利技术涉及整流器损耗优化的
，尤其涉及一种基于温度控制的高压永磁电机驱动整流器损耗优化方法，高压永磁电机驱动系统中用于整流作用的电力电子变换器装置的损耗优化方法，通过自适应形式动态调节运行模式的控制策略。

技术介绍

[0002]高压永磁电机在装备制造业的大型机械装备中应用广泛，可明显减少由低速大扭矩和大转动惯量等问题造成的能量损耗和维护成本。同时，由于高压永磁电机运行时电流冲击较大，对电机驱动系统的可靠性会造成不利影响，尤其是驱动系统的整流器。对于驱动整流器来说，较大的电流冲击以及热损耗累积都会加剧功率器件的老化速度，相关的文献研究也指出，电力电子系统中功率器件的故障率约为32％，而随着功率等级的提升，其故障率甚至能增长到82.5％。驱动整流器作为高压永磁电机驱动的电能转换装置，一旦发生故障，轻则造成设备停机、停产，重则会造成灾难性事故，给人民生命财产和社会带来巨大损失。如何提高驱动整流器功率器件的可靠性，即在驱动整流器正常运行时主动降低功率器件的损耗，是当前高压永磁电机驱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于温度控制的高压永磁电机驱动整流器损耗优化方法，其特征在于，其步骤如下：步骤1：搭建高压永磁电机的驱动系统，驱动系统的控制器包括PWM信号发生器和损耗控制器，损耗控制器与驱动整流器相连接，损耗控制器与PWM信号发生器相连接，PWM信号发生器与驱动整流器相连接，驱动整流器与三相逆变器的直流母线相连接，三相逆变器的输出端与高压永磁电机相连接；步骤2：利用温度传感器实时检测驱动整流器中全控型开关管的壳温信息，并将壳温信息实时传送至损耗控制器；步骤3：当全控型开关管的平均壳温高于设定的阈值或主动开启控制时，将驱动整流器的运行方式切换为无桥运行模态；根据全控型开关管的温度，PWM信号发生器配置不同的驱动信号，实现无桥运行模态的动态时空分布，从而降低驱动整流器的损耗，提高驱动系统的效率。2.根据权利要求1所述的基于温度控制的高压永磁电机驱动整流器损耗优化方法，其特征在于，所述驱动整流器的无桥运行模态是四种运行方式的任意组合，四种运行方式根据PWM信号发生器产生的驱动信号配置；所述驱动整流器为全控桥拓扑结构，全控桥拓扑结构的全控型开关管由独立的驱动信号进行控制，上桥臂和下桥臂的全控型开关管的驱动信号为互补导通状态。3.根据权利要求3所述的基于温度控制的高压永磁电机驱动整流器损耗优化方法，其特征在于，所述全控桥拓扑结构包括第一全控型开关管S1、第二全控型开关管S2、第三全控型开关管S3和第四全控型开关管S4，第一全控型开关管S1的发射极和第二开关管S2的集电极相连且通过电感L与端口电压的一端相连接，第三全控型开关管S3的发射极和第四全控型开关管S4的集电极与端口电压的另一端相连接；所述第一全控型开关管S1的集电极和第三全控型开关管S3的集电极相连接，第二全控型开关管S2和第四全控型开关管S4的发射极相连接，第三全控型开关管S3的集电极和第四全控型开关管S4的发射极之间并联有滤波电容C，滤波电容C与三相逆变器相连接；所述全控桥拓扑结构的全控型开关管组成四种桥臂：第一全控型开关管S1和第二全控型开关管S2组成全控桥拓扑结构的左桥臂；第三全控型开关管S3和第四全控型开关管S4组成全控桥拓扑结构的右桥臂；第一全控型开关管S1和第三全控型开关管S3组成全控桥拓扑结构的上桥臂；第二全控型开关管S2和第四全控型开关管S4组成全控桥拓扑结构的下桥臂。4.根据权利要求2或3所述的基于温度控制的高压永磁电机驱动整流器损耗优化方法，其特征在于，所述四种运行方式包括方式一、方式二、方式三和方式四，所述方式一的驱动整流器的第一全控型开关管S1的栅极驱动信号G1被置为脉冲信号PWM2，驱动整流器的第二全控型开关管S2的栅极驱动信号G2被配置为零，驱动整流器的第三全控型开关管S3的栅极驱动信号G3被配置为脉冲信号驱动整流器的第四全控型开关管S4的栅极驱动信号G4被配置为零；其中，为脉冲信号PWM1的互补脉冲信号；所述方式二中，第一全控型开关管S1的栅极驱动信号G1被配置为零，第二全控型开关管S2的栅极驱动信号G2被置为脉冲信号第三全控型开关管S3的栅极驱动信号G3被配置为零，第四全控型开关管S4的栅极驱动信号G4被置为脉冲信号PWM2；
所述方式三中，第一全控型开关管S1的栅极驱动信号G1被置为零，第二全控型开关管S2的栅极驱动信号G2被置为零，第三全控型开关管S3的栅极驱动信号G3被配置为脉冲信号第四全控型开关管S4的栅极驱动信号G4被配置为脉冲信号PWM2；所述方式四中，第一全控型开关管S1的栅极驱动信号G1被配置为脉冲信号PWM2，第二全控型开关管S2的栅极驱动信号G2被配置为脉冲信号第三全控型开关管S3的栅极驱动信号G3被置为零，第四全控型开关管S4的栅极驱动信号G4...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文博，陈淑静，邱洪波，贾宛英，刘小梅，
申请(专利权)人：郑州轻工业大学，
类型：发明
国别省市：