[发明专利]一种牵引变流器主动热管理控制与保护方法及装置

权利要求书

1.一种牵引变流器主动热管理控制与保护方法，其特征在于，包括：

计算功率器件的损耗功率；

基于所述功率器件的损耗功率计算功率器件的结温；

基于所述功率器件的结温确定功率器件的结温波动值；

基于所述功率器件的结温波动值对牵引变流器的开关频率进行调整；

基于所述功率器件的结温和所述功率器件的结温波动值对牵引变流器中的逆变器进行保护控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算功率器件的损耗功率，包括：

基于IGBT芯片的开通损耗功率、关断损耗功率和导通损耗功率计算出IGBT芯片的损耗功率；

基于二极管芯片的导通损耗功率和反向恢复损耗功率计算出二极管芯片的损耗功率；

基于所述IGBT芯片的损耗功率和所述二极管芯片的损耗功率计算出功率器件的损耗功率。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述功率器件的损耗功率计算功率器件的结温，包括：

获取芯片-外壳热阻、外壳-散热器热阻和散热器-环境热阻；

获取环境温度；

计算一个滑动窗口时间里IGBT芯片和二极管芯片的总的平均损耗；

基于所述芯片-外壳热阻、外壳-散热器热阻、散热器-环境热阻、环境温度、一个滑动窗口时间里IGBT芯片和二极管芯片的总的平均损耗和功率器件的损耗功率计算出功率器件的结温。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述功率器件的结温波动值对牵引变流器的开关频率进行调整，包括：

当所述功率器件的结温波动值大于滞环控制的上限结温波动值时，将牵引变流器的开关频率调整为系统开关频率最低要求频率；

当所述功率器件的结温波动值大于滞环控制的下限结温波动值，小于滞环控制的上限结温波动值时，保持当前的牵引变流器的开关频率；

当所述功率器件的结温波动值小于环控制的下限结温波动值时，将牵引变流器的开关频率调整为系统开关最高运行上限频率。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述功率器件的结温和所述功率器件的结温波动值对牵引变流器中的逆变器进行保护控制，包括：

当所述功率器件的结温超过最大允许结温，或所述功率器件的结温波动值超过最大允许结温波动值时，控制封锁牵引变流器中的逆变器。

6.一种牵引变流器主动热管理控制与保护装置，其特征在于，包括：

损耗计算模块，用于计算功率器件的损耗功率；

结温计算模块，用于基于所述功率器件的损耗功率计算功率器件的结温；

结温波动值确定模块，用于基于所述功率器件的结温确定功率器件的结温波动值；

开关频率滞环控制模块，用于基于所述功率器件的结温波动值对牵引变流器的开关频率进行调整；

结温保护控制模块，用于基于所述功率器件的结温和所述功率器件的结温波动值对牵引变流器中的逆变器进行保护控制。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述损耗计算模块具体用于：

基于IGBT芯片的开通损耗功率、关断损耗功率和导通损耗功率计算出IGBT芯片的损耗功率；

基于二极管芯片的导通损耗功率和反向恢复损耗功率计算出二极管芯片的损耗功率；

基于所述IGBT芯片的损耗功率和所述二极管芯片的损耗功率计算出功率器件的损耗功率。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述结温计算模块具体用于：

获取芯片-外壳热阻、外壳-散热器热阻和散热器-环境热阻；

获取环境温度；

计算一个滑动窗口时间里IGBT芯片和二极管芯片的总的平均损耗；

基于所述芯片-外壳热阻、外壳-散热器热阻、散热器-环境热阻、环境温度、一个滑动窗口时间里IGBT芯片和二极管芯片的总的平均损耗和功率器件的损耗功率计算出功率器件的结温。