[發明專利]IGBT開關頻率的控制方法、裝置及電梯驅動系統

在審

• 申請號: 201711316012.5
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN109921771A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 劉真;仲兆峰;黃立明;方敏;郭耀;秦鵬;袁俊波;榮洪凱
• 申請（專利權）人: 日立樓宇技術(廣州)有限公司
• 主分類號: H03K17/567
• 分類號: H03K17/567;B66B11/04
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本發明實施例公開了一種IGBT開關頻率的控制方法、裝置及電梯驅動系統。該方法包括：獲取絕緣柵雙極型晶體管IGBT的實時結溫值；當所述實時結溫值大于預設結溫閾值時，獲取所述實時結溫值與所述預設結溫閾值的差值；將所述差值經過PI調節器進行運算，得到運算結果；將所述運算結果與所述IGBT的當前開關頻率的和作為所述IGBT的新的開關頻率。通過本發明實施例提供的技術方案，可以實現對IGBT開關頻率的選擇控制，有效降低IGBT的熱損耗，實現對IGBT的主動熱管理，增加IGBT的使用壽命。

技術領域

本發明實施例涉及電梯技術領域，尤其涉及一種IGBT開關頻率的控制方法、裝置及電梯驅動系統。

背景技術

隨著電機驅動系統技術的進步，電梯系統對電梯驅動系統的高性能、高密度和高可靠性等要求日益嚴苛。

電梯驅動系統的可靠性是由電解電容和功率半導體器件決定的。傳統功率半導體器件壽命的主要影響在于其熱循環所引起的熱應力。由功率半導體器件的結溫波動范圍與導致功率半導體器件失效的循環次數的直接關系可知，結溫值波動范圍越大，功率半導體器件越容易失效，即可靠性越低。

現有的電梯驅動系統中，通常通過加快冷卻液/風速或增大散熱器來改善冷卻效果，以及熱管理與優化設計等措施，控制絕緣柵雙極型晶體管(Insulated GateBipolarTransistor，IGBT)的結溫值，以減少熱循環。然而，增大散熱器滿足不了電梯驅動系統對高密度的需求。另外，提高電梯驅動系統可靠性的較多做法是直接對IGBT進行降額使用，使IGBT等半導體器件留有足夠的電流安全裕量，這樣可以有效避免熱應力引起IGBT的損耗，但卻在一定程度上限定了電梯驅動系統中其他部件乃至整個電梯系統的性能。

發明內容

本發明提供一種IGBT開關頻率的控制方法、裝置及電梯驅動系統，以降低IGBT的熱損耗，實現對IGBT的主動熱管理，增加IGBT的使用壽命。

第一方面，本發明實施例提供了一種IGBT開關頻率的控制方法，該方法包括：

獲取絕緣柵雙極型晶體管IGBT的實時結溫值；

當所述實時結溫值大于預設結溫閾值時，獲取所述實時結溫值與所述預設結溫閾值的差值；

將所述差值經過PI調節器進行運算，得到運算結果；

將所述運算結果與所述IGBT的當前開關頻率的和作為所述IGBT的新的開關頻率。

進一步的，所述獲取絕緣柵雙極型晶體管IGBT的實時結溫值，包括：

分別獲取所述IGBT的熱阻值、熱損耗功率值及所述IGBT的封裝環境溫度值；

根據所述熱阻值、所述熱損耗功率值及所述封裝環境溫度值，計算所述IGBT的實時結溫值。

進一步的，所述根據所述熱阻值、所述熱損耗功率值及所述封裝環境溫度值，計算所述IGBT的實時結溫值，包括：

根據T_j＝T_a+P_Q×R_thjc計算所述IGBT的實時結溫值；

其中，T_j表示所述IGBT的實時結溫值，T_a表示所述封裝環境溫度值,P_Q表示所述熱損耗功率值，R_thjc表示所述熱阻值。

進一步的，該方法還包括：

當所述實時結溫值小于所述預設結溫閾值時，控制所述IGBT的當前開關頻率保持不變。

進一步的，該方法還包括：

在預設時間內獲取IGBT的開關頻率的調整次數；