[发明专利]一种牵引变流器器件结温在线计算方法及系统

权利要求书

1.一种牵引变流器器件结温在线计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

针对牵引变流器目标桥臂上的目标器件，建立所述目标器件功率损耗与交流侧电流及驱动控制信号之间的第一关系模型；所述目标器件为二极管或开关管，所述功率损耗包括通断功耗和通态功耗；

考虑电热耦合，建立所述目标器件的当前周期的通断功耗与上一周期结温之间的第二关系模型、以及所述目标器件当前周期的通态功耗与上一周期结温之间的第三关系模型；

在非第一周期的其他周期内，根据所述第一、第二及第三关系模型计算所述目标器件在该周期的平均功率，并计算该周期所对应的所述目标器件到所在外壳之间的第一等效热阻抗、以及所述目标器件由外壳到外部环境网络之间的第二等效热阻抗；

根据所述平均功率、第一等效阻抗及第二等效阻抗计算所述目标器件在该周期的结温值。

2.根据权利要求1所述的牵引变流器器件结温在线计算方法，其特征在于，所述建立所述目标器件功率损耗与交流侧电流及驱动控制信号之间的第一关系模型具体包括以下步骤：

(1)建立目标桥臂上的各开关管的功率损耗与交流侧电流及驱动控制信号之间的关系模型，公式为：

式中，E_Ix1表示桥臂上开关管T_x1的功耗，E_Ix2表示桥臂上开关管T_x2的功耗，E_Ix3表示桥臂上开关管T_x3的功耗，和E_Ix4表示桥臂上开关管T_x4的功耗，其中，x表示所在桥臂，x＝A,B,U,V,W；表示桥臂交流侧电流极性的标志位，i_x表示桥臂交流侧电流，s_x1表示桥臂上开关管T_x1的开关状态，s_x2表示桥臂上开关管T_x2的开关状态，s_x3表示桥臂上开关管T_x3的开关状态，s_x4表示桥臂上开关管T_x4的开关状态；u_{ce_x1}表示桥臂上开关管T_x1的通态压降，u_{ce_x2}表示桥臂上开关管T_x2的通态压降，u_{ce_x3}表示桥臂上开关管T_x3的通态压降，和u_{ce_x4}表示桥臂上开关管T_x4的通态压降，t和t₀表示时间；γ_Ix1表示桥臂上开关管T_x1的通断功耗，γ_Ix2表示桥臂上开关管T_x2的通断功耗，γ_Ix3表示桥臂上开关管T_x3的通断功耗，γ_Ix4表示桥臂上开关管T_x4的通断功耗；

(2)建立目标桥臂上的各二极管的功率损耗与交流侧电流及驱动控制信号之间的关系模型，公式为：

式中，E_Dx1表示桥臂上二极管D_x1的功耗，E_Dx2表示桥臂上二极管D_x2的功耗，E_Dx3表示桥臂上二极管D_x3的功耗，E_Dx4表示桥臂上二极管D_x4的功耗，E_Dx12表示桥臂上二极管D_x12的功耗，E_Dx34表示桥臂上二极管γ_Dx34的功耗，u_{fd_x1}表示桥臂上二极管D_x1的通态压降，u_{fd_x3}表示桥臂上二极管D_x3的通态压降，u_{fd_x12}表示桥臂上二极管D_x12的通态压降，u_{fd_x34}表示桥臂上二极管D_x34的通态压降，γ_Dx1表示桥臂上二极管D_x1的通断功耗，γ_Dx3表示桥臂上二极管D_x3的通断功耗，γ_Dx12表示桥臂上二极管D_x12的通断功耗，γ_Dx34表示桥臂上二极管D_x34的通断功耗；

(3)假定在一个控制周期T_ctrl内，桥臂交流侧电流i_x和开关管与二极管的通态压降近似为恒值，则公式(1)和(2)分别近似为公式(3)和(4)：

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