[發明專利]一種牽引變流器器件結溫在線計算方法及系統

有效

• 申請號: 201810490961.3
• 申請日: 2018-05-21
• 公開（公告）號: CN108649807B
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 桂衛華;楊超;彭濤;周璐;陽春華;張境容;陳志文;陶宏偉
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H02M5/458
• 分類號: H02M5/458;H02M7/5387
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 何湘玲

1.一種牽引變流器器件結溫在線計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

針對牽引變流器目標橋臂上的目標器件，建立所述目標器件功率損耗與交流側電流及驅動控制信號之間的第一關系模型；所述目標器件為二極管或開關管，所述功率損耗包括通斷功耗和通態功耗；

考慮電熱耦合，建立所述目標器件的當前周期的通斷功耗與上一周期結溫之間的第二關系模型、以及所述目標器件當前周期的通態功耗與上一周期結溫之間的第三關系模型；

在非第一周期的其他周期內，根據所述第一、第二及第三關系模型計算所述目標器件在該周期的平均功率，并計算該周期所對應的所述目標器件到所在外殼之間的第一等效熱阻抗、以及所述目標器件由外殼到外部環境網絡之間的第二等效熱阻抗；

根據所述平均功率、第一等效阻抗及第二等效阻抗計算所述目標器件在該周期的結溫值。

2.根據權利要求1所述的牽引變流器器件結溫在線計算方法，其特征在于，所述建立所述目標器件功率損耗與交流側電流及驅動控制信號之間的第一關系模型具體包括以下步驟：

(1)建立目標橋臂上的各開關管的功率損耗與交流側電流及驅動控制信號之間的關系模型，公式為：

式中，E_Ix1表示橋臂上開關管T_x1的功耗，E_Ix2表示橋臂上開關管T_x2的功耗，E_Ix3表示橋臂上開關管T_x3的功耗，和E_Ix4表示橋臂上開關管T_x4的功耗，其中，x表示所在橋臂，x＝A,B,U,V,W；表示橋臂交流側電流極性的標志位，i_x表示橋臂交流側電流，s_x1表示橋臂上開關管T_x1的開關狀態，s_x2表示橋臂上開關管T_x2的開關狀態，s_x3表示橋臂上開關管T_x3的開關狀態，s_x4表示橋臂上開關管T_x4的開關狀態；u_{ce_x1}表示橋臂上開關管T_x1的通態壓降，u_{ce_x2}表示橋臂上開關管T_x2的通態壓降，u_{ce_x3}表示橋臂上開關管T_x3的通態壓降，和u_{ce_x4}表示橋臂上開關管T_x4的通態壓降，t和t₀表示時間；γ_Ix1表示橋臂上開關管T_x1的通斷功耗，γ_Ix2表示橋臂上開關管T_x2的通斷功耗，γ_Ix3表示橋臂上開關管T_x3的通斷功耗，γ_Ix4表示橋臂上開關管T_x4的通斷功耗；

(2)建立目標橋臂上的各二極管的功率損耗與交流側電流及驅動控制信號之間的關系模型，公式為：

式中，E_Dx1表示橋臂上二極管D_x1的功耗，E_Dx2表示橋臂上二極管D_x2的功耗，E_Dx3表示橋臂上二極管D_x3的功耗，E_Dx4表示橋臂上二極管D_x4的功耗，E_Dx12表示橋臂上二極管D_x12的功耗，E_Dx34表示橋臂上二極管γ_Dx34的功耗，u_{fd_x1}表示橋臂上二極管D_x1的通態壓降，u_{fd_x3}表示橋臂上二極管D_x3的通態壓降，u_{fd_x12}表示橋臂上二極管D_x12的通態壓降，u_{fd_x34}表示橋臂上二極管D_x34的通態壓降，γ_Dx1表示橋臂上二極管D_x1的通斷功耗，γ_Dx3表示橋臂上二極管D_x3的通斷功耗，γ_Dx12表示橋臂上二極管D_x12的通斷功耗，γ_Dx34表示橋臂上二極管D_x34的通斷功耗；

(3)假定在一個控制周期T_ctrl內，橋臂交流側電流i_x和開關管與二極管的通態壓降近似為恒值，則公式(1)和(2)分別近似為公式(3)和(4)：

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