中南大学向超群获国家专利权
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龙图腾网获悉中南大学申请的专利结温导向的牵引变流器寿命优化控制方法、系统及装置获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115833679B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-09发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211509194.9,技术领域涉及:H02P21/14;该发明授权结温导向的牵引变流器寿命优化控制方法、系统及装置是由向超群;杜京润;于天剑;席振;李佳怡设计研发完成,并于2022-11-29向国家知识产权局提交的专利申请。
本结温导向的牵引变流器寿命优化控制方法、系统及装置在说明书摘要公布了:本发明提供了一种结温导向的牵引变流器寿命优化控制方法、系统及装置,包括S1、采用双矢量模型预测转矩控制以跟踪牵引电机定子参考磁链和参考转矩;S2、根据下一时刻k+1所处的状态,在设定的对应矢量的代价函数中加入动态损耗因子和磁链控制因子gm,磁链控制因子gm根据工况变化;S3、选择出使得代价函数最小的最优双矢量,将最优双矢量作为下一时刻的输出;S4、计算功率器件的功率损耗,使用Miner定理预测不同周期内功率器件的损伤程度,以获得牵引变流器功率器件实际寿命。可以在保证转矩及磁链等控制性能良好的前提下,尽可能将产生低损耗的两个电压矢量作用于下一采样周期,进而达到降低三相两电平逆变器6个IGBTDiode损耗和结温的目的。
本发明授权结温导向的牵引变流器寿命优化控制方法、系统及装置在权利要求书中公布了:1.结温导向的牵引变流器寿命优化控制方法,其特征是,其包括以下步骤: S1、采用双矢量模型预测转矩控制以跟踪牵引电机定子参考磁链和参考转矩;在进行两个矢量的选择时,首先基于双矢量模型预测转矩控制选择出第一个电压矢量,然后从八个基本电压矢量中再选择出第二个电压矢量;其中,选择第二个电压矢量时,选择与第一个电压矢量相比最多切换一次的电压矢量作为第二个电压矢量; S2、根据下一时刻k+1所处的状态,在设定的对应矢量的代价函数中加入动态损耗因子以降低功率器件损耗以及加入磁链控制因子gm以淘汰使得磁链误差较大的电压矢量,磁链控制因子gm根据工况变化而变化,其中,动态损耗因子的变化条件为: 判断对应时刻牵引变流器的功率器件是否存在损耗;若存在损耗,则把对应的损耗的因子加入代价函数中;若不产生损耗,则代价函数中只需要包含转矩和磁链控制的项; 所述代价函数定义为g,具体如下: 其中,g1、g2、g3分别代表A、B和C三相的功率器件损耗代价函数,gm为磁链控制因子,和分别表示参考转矩和参考磁链,ψsk+1为k+1时刻的牵引电机磁链,Tek+1为k+1时刻的牵引电机转矩; 磁链控制因子gm的变化条件为: 如果下一时刻磁链偏差量超过设定值,则淘汰该电压矢量; S3、再根据转矩无差拍原则计算出每个采样周期内各个矢量的作用时间进而得到合成矢量,基于合成矢量,重新预测下一时刻的转矩和磁链值,通过迭代循环,选择出使得代价函数最小的最优双矢量,将最优双矢量作为下一时刻的输出; S4、计算功率器件的功率损耗,并基于获得的功率损耗数据采用Foster热网络模型计算结温;采用雨流算法计算一个工作周期内功率器件的平均结温及结温波动,然后使用Miner定理预测不同周期内功率器件的损伤程度,以获得牵引变流器功率器件实际寿命,并据此调节牵引变流器输出。
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