[发明专利]一种针对退磁故障后逆变器系统延寿控制方法

摘要

本发明适用于永磁驱动列车的运营维护领域，是一种针对退磁故障后逆变器系统的延寿控制方法。对于由电机退磁导致的转矩分配不均，逆变器损耗急剧上升问题提出了解决方案。其中分为离线的建模仿真与实时监测两个部分。在离线的混合建模仿真中，取若干不同的退磁工况，求解使逆变器系统寿命尽可能长的功率分配系数，并对功率分配系数取牛顿插值法拟合成图。然后在列车的牵引过程中进行退磁状态监测，通过不同的退磁与负载工况下仿真状态特征的相似度匹配，实时的得出列车的退磁程度及其对应的功率分配系数，在保证列车的牵引性能不受到明显影响的前提下，延长逆变器系统的整体寿命。

主权项

1.一种针对退磁故障后逆变器系统延寿控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对牵引系统主要部件进行混合离线建模，所述模型包含电机d‑q模型、逆变器电热、损伤模型和电机动力学模型；(2)选取电机在恒转矩阶段加速度，总加速时间以及前后电机在60km/h‑70km/h加速阶段的平均q轴电流为步骤(1)所述的四种模型作为识别退磁程度的标志，将四种模型的识识别退磁程度的标志组成一个参数向量，记为yi＝[yi(n1),yi(n2),yi(n3),yi(n4)]；其中：yi(n1)代表当前工况下电机在恒转矩阶段加速度，yi(n2)代表当前工况下总加速时间，yi(n3)代表前电机在60km/h‑70km/h加速阶段的平均q轴电流，yi(n4)代表后电机在60km/h‑70km/h加速阶段的平均q轴电流；(3)以步骤(2)中参数向量的格式，在实验室中离线选取电机在健康状况与若干不同退磁状况的参数向量，按退磁程度从小到大组成标准矩阵DT＝[y1,y2,…,yn]；其中：y1,y2,…,yn第1，2直至n次工况下的yi向量，yi定义在步骤(2)中已给出；(4)获取电机实际运行状态下的参数向量，记为Yin，注意此参数向量Yin是指电机实际工作时通过步骤(2)监测到的参数向量，并非步骤(3)中在实验室中获取的参数向量；(5)计算Yin对于标准矩阵的相似度权值，记为A＝[a1,a2,…,an]；Yin与标准矩阵各个向量的马氏距离d、相似性参数a：(5‑2)将相似性参数ai排列为A＝[a1,a2,…,an],n＝3,4,5…；(6)计算实际运行状态的退磁程度系数Yest；计算对应向量的权重向量w：计算反应退磁程度系数Yest：Yest＝D·w(7)离线实验获得电机的功率分配图；(7‑1)在若干不同退磁状况下，降低退磁电机的输入功率，直至退磁电机损耗与健康电机损耗相同，计此时退磁电机的输入功率与健康电机的输入功率比为此退磁状况下的理想功率分配系数；(7‑2)取若干不同退磁状况下的理想功率分配系数使用牛顿插值法拟合成图，横坐标为退磁程度，纵坐标为理想功率分配系数，此图为该电机的功率分配曲线；(8)在功率分配图上使用牛顿插值法得到退磁程度系数Yest对应的功率分配系数；(9)根据对应的功率分配系数更改列车运行时具有退磁故障电机的最大输出功率。