[发明专利]一种中点钳位型三电平逆变器温度平衡控制方法及系统

权利要求书

1.一种中点钳位型三电平逆变器温度平衡控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：设定采样周期，建立目标器件在当前周期内的通态功率损耗与电流之间的第一关系模型，同时建立所述目标器件在导通状态下的电流与开关状态之间的第二关系模型，并根据所述第一关系模型和所述第二关系模型计算所述目标器件在当前周期内的第一通态功率损耗；

S2：获取逆变器桥臂在下一周期的所有可能的电平状态，建立所述中点钳位型三电平逆变器的定子电压与逆变器桥臂电平状态的第三关系模型，建立逆变器桥臂在下一周期的第m种电平状态所对应的定子电流与定子电压以及当前周期的定子电流之间的第四关系模型，并根据所述第三关系模型和所述第四关系模型计算逆变器桥臂在下一周期的第m种电平状态所对应的定子电流；

S3：建立逆变器桥臂的第m种电平状态所对应的下一周期目标器件导通时目标器件电流与下一周期定子电流之间的第五关系模型，根据所述第五关系模型计算逆变器桥臂的第m种电平状态所对应的下一周期目标器件的第二通态功率损耗；

S4：根据所述第一通态功率损耗和所述第二通态功率损耗建立残差模型，根据所述残差模型建立成本函数；

S5：根据所述逆变器桥臂在当前周期的定子电流和所述成本函数计算逆变器桥臂在下一个周期内的所有可能的电平状态一一对应的成本函数值；选取所述成本函数值中的最小成本函数值，将该最小成本函数值对应的逆变器桥臂上的所有目标器件的开关状态作为逆变器下一个周期的控制输出。

2.根据权利要求1所述的中点钳位型三电平逆变器温度平衡控制方法，其特征在于，所述残差模型包括电流残差模型和功率残差模型。

3.根据权利要求1所述的中点钳位型三电平逆变器温度平衡控制方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：在所述中点钳位型三电平逆变器的电机转子上建立坐标系，且该坐标系与所述转子同步转动，设定该坐标系中与所述转子磁场方向相同的轴向为d轴，空间上垂直于所述转子磁场方向的轴向为q轴；

所述S2中的所述定子电流包括在d轴和q轴上的定子电流。

4.根据权利要求1所述的中点钳位型三电平逆变器温度平衡控制方法，其特征在于，所述第一关系模型的计算公式为：

P_{con_xj}(k)＝|i_Txj(k)|·[V_{ce_125℃_xj}+k_{v_xj}(T_{t_xj}(k)-125)]+|i_Txj(k)|²·[r_{ce_125℃_xj}+k_{r_xj}(T_{t_xj}(k)-125)]；(1)

式中，k表示当前周期，k＝0，1，2，…，P_{con_xj}(k)表示目标器件T_xj在一个开关周期内的通态功率损耗，i_Txj(k)表示当前周期内流过目标器件T_xj的电流，T_{t_xj}(k)为当前周期目标器件T_xj的温度，V_{ce_125℃_xj}为目标器件T_xj在125℃时的通态压降，r_{ce_125℃_xj}为目标器件T_xj在125℃时的通态电阻，k_{v_xj}为目标器件的通态电压，k_{r_xj}为目标器件的通态电阻拟合系数；其中，x表示目标桥臂，x＝a,b,c，j表示目标器件，j＝1,2,3,4；

所述第二关系模型的计算公式为：

式中，i_Tx1(k)、i_Tx2(k)、i_Tx3(k)、i_Tx4(k)依次表示目标桥臂x由上往下的目标器件T_x1、T_x2、T_x3、T_x4在当前周期流过的电流，S_x1(k)、S_x2(k)、S_x3(k)、S_x4(k)依次表示目标桥臂x由上往下的目标器件T_x1、T_x2、T_x3、T_x4在当前周期的开关状态，表示当前周期交流侧x相相电流极性的标志位，i_x(k)表示当前周期交流侧x相相电流。