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公开(公告)号：CN110829872B
公开(公告)日：2024-03-19
申请号：CN201911173875.0
申请日：2019-11-26
Applicant: 西南交通大学
Abstract: 本发明公开了一种混合多电平逆变器及其控制方法和高铁永磁牵引系统，逆变器包括至少一个单相桥臂及给单相桥臂提供直流电压的直流输入电路；每个单相桥臂包括级联的高压低频单元和低压高频单元，高压低频单元包括串联耦合的两电平上桥臂和两电平下桥臂；两电平上桥臂和两电平下桥臂中的功率开关器件运行于基频模式；低压高频单元包括依次级联而成的中间连接单元和至少一个T型三电平单元，中间连接单元由两个互补的功率开关器件构成，每个低压高频单元的最后一个T型三电平单元与一个独立的输出相连接；中间连接单元与两电平上桥臂和两电平下桥臂的中点级联；中间连接单元和T型三电平单元的功率开关器件运行于高频开关模式。
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公开(公告)号：CN114172443A
公开(公告)日：2022-03-11
申请号：CN202111454820.4
申请日：2021-12-01
Applicant: 西南交通大学
IPC: H02P29/024 , H02P23/14 , H02P27/06
Abstract: 本发明公开了一种永磁电机驱动系统电流传感器故障在线诊断方法，属于电机故障诊断技术领域，所述方法包括如下步骤：采集得到永磁电机的定子电流ia和ib以及永磁电机转子的实际速度信号wr和角度信号θr，并根据ia、ib、wr和θr得到残差信号εa和εb；得到A相电流传感器的状态变化量Ma(k)和B相电流传感器的状态变化量Mb(k)；定义电流传感器故障标志函数Fx、Yx和Zx，并得到电流传感器的故障特征；根据故障特征定位电流传感器的故障相和故障类型；本发明解决了单个或多个电流传感器故障的准确定位和类型辨识的问题，为驱动系统的容错控制提供可靠的故障信息，保障永磁电机的高效和可靠运行。
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公开(公告)号：CN113783490A
公开(公告)日：2021-12-10
申请号：CN202111017072.3
申请日：2021-08-31
Applicant: 西南交通大学
IPC: H02P21/14 , H02P21/20 , H02P21/22 , H02P25/022 , H02P27/12
Abstract: 本发明公开了一种开关频率固定的永磁电机模型预测控制方法，包括建立永磁电机及其驱动变流系统的数学模型，获取电机的电流、直流母线侧电压值以及逆变器输出电压值；建立旋转坐标系下的离散化定子电流预测模型，并对系统时延进行一步补偿后，预测电机下一时刻的电流值；建立与IGBT开关频率等效的开关周期离散化模型，对器件开关动作进行计数，预测开关周期值；建立总代价函数，确定开关状态，输出并控制逆变器开关管的导通和关断。本发明不使用调制生成开关信号，控制结构简单，运算负荷低，同时实现了开关频率恒定和中性点电位平衡的效果，控制效果可以达到全局最优，使得永磁电机在运行时能够同时具有低转矩脉动和高动态响应。
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公开(公告)号：CN110829908B
公开(公告)日：2021-06-29
申请号：CN201911175187.8
申请日：2019-11-26
Applicant: 西南交通大学
IPC: H02P6/34
Abstract: 本发明公开了一种基于混合多电平逆变器的永磁牵引电机控制方法，该方法包括根据列车信息控制系统，获取永磁牵引电机的控制目标，确定混合多电平逆变器的运行模式，采用多目标优化的模型预测控制策略，分别建立离散化模型和预测模型，预测控制变量在预定时间段内变化情况，通过最小化代价函数确定最优开关状态，驱动相应的功率开关管导通和关断。本发明控制混合多电平逆变器不同功率单元的开关器件分别工作于低频和高频开关模式，降低逆变器的开关损耗并同时实现开关频率、飞跨电容电压平衡和输出电流谐波的综合优化，从而满足高铁永磁牵引系统全速域、各种运行工况下的控制要求。
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公开(公告)号：CN108051682B
公开(公告)日：2019-12-20
申请号：CN201711400305.1
申请日：2017-12-22
Applicant: 西南交通大学
IPC: G01R31/00
Abstract: 本发明公开一种单相整流器系统阻抗模型的验证方法，包括以下步骤：步骤1：在单相整流器系统中注入扰动，测量交流侧响应的电压vs和电流is；步骤2：根据步骤1得到的电压vs和电流is通过快速傅里叶变换方法提取频率在|fp±f1|、|fp±3f1|下的幅值和相位；并计算对应频率下的电压频谱系数和电流频谱系数；fp为扰动频率，f1为基波频率；步骤3：修正步骤2得到的电压频谱系数和电流频谱系数；步骤4：将步骤3修正后的结果带入阻抗模型表达式，计算误差结果；步骤5：根据误差结果判据，判断模型正确性；本发明适用于所有单相整流器系统阻抗模型，修正对交流电压、电流负频率频谱系数提取的缺陷进行修正，结算结果准确。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN107102189A
公开(公告)日：2017-08-29
申请号：CN201710242614.4
申请日：2017-04-14
Applicant: 西南交通大学
IPC: G01R19/00
CPC classification number: G01R19/0092
Abstract: 基于S函数的变步长LMS谐波电流检测方法，步骤主要是：A、信号采样：B、将基波离散值矩阵x(n)通过LMS自适应滤波器得到基波电流时刻n的估计值y(n)，y(n)＝x(n)wT(n)；C、得到采样时刻n的谐波电流ih(n)的估计值e(n)，即误差信号e(n)；D、计算时刻n+1的LMS自适应滤波器权系数矩阵w(n+1)：E、步长的更新:算出误差时间互相关均值k(n)，k(n)＝ρk(n‑1)+K(1‑ρ)e(n)e(n‑1)；得出控制因子β(n)，β(n)＝γβ(n‑1)+η|k(n)|，得到时刻n+1的步长μ(n+1)，μ(n+1)＝β(n)(1‑exp(‑α(n)|k(n)|2))；F、令n＝n+1,重复B、C、D、E的步骤，实现对负载电流中的谐波电流的实时动态检测。该方法对谐波电流的检测精度高，收敛速度快，实时性好；对含有突变负载的系统具有较强的跟踪性能。
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公开(公告)号：CN111193415A
公开(公告)日：2020-05-22
申请号：CN202010151724.1
申请日：2020-03-06
Applicant: 西南交通大学
IPC: H02M5/45
Abstract: 本发明公开了一种高速列车容错型牵引变流器主电路，涉及电力机车牵引技术领域，其包括依次串联的四象限脉冲整流器、中间直流电路和逆变器，还包括冗余电路和故障隔离组件，所述四象限脉冲整流器为单相三电平T型脉冲整流器拓扑结构；所述逆变器为三相三电平T型逆变器拓扑结构；所述故障隔离组件分布于所述四象限脉冲整流器以及所述逆变器的桥臂中；所述冗余电路与所述四象限脉冲整流器、所述中间直流电路和所述逆变器电性连接。本发明能够实现故障隔离和多模式容错运行，不仅可以容错单个或多个开关管的开路、短路故障，还可以容错桥臂的开路、短路故障，从而提高了牵引变流系统的可靠性，而且结构简单、导通损耗低，输出电能质量高。
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公开(公告)号：CN110874064B
公开(公告)日：2020-05-15
申请号：CN202010052232.7
申请日：2020-01-17
Applicant: 西南交通大学
IPC: G05B17/02
Abstract: 本发明公开一种高速铁路牵引网‑多车耦合系统半实物仿真实验系统，包括dSPACE实时仿真器、实物控制器和PC上位机；dSPACE实时仿真器通过物理数据传输线经IO接口将模拟电气量传输给实物控制器；实物控制器将控制算法输出的PWM波通过数字IO口传输给dSPACE实时仿真器，控制IGBT的导通与关断；PC上位机与dSPACE实时仿真器进行通讯连接，用于仿真系统主电路建模、模型编译、模型下载、模型数据实时监视以及机车控制代码的编译和下载；实物控制器包括开关电源模块、系统管理控制器、模拟量公共输入模块、线路集中控制模块和脉冲转换模块。本发明能够复现8台高速铁路动车运行工况，全面研究低频振荡、谐波谐振以及谐波不稳定等高速铁路牵引网‑多车耦合系统的稳定性问题。
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公开(公告)号：CN113708688B
公开(公告)日：2023-06-30
申请号：CN202111017068.7
申请日：2021-08-31
Applicant: 西南交通大学
Abstract: 本发明公开了一种永磁电机降矢量模型预测控制方法，包括建立永磁电机驱动系统的离散化数学模型；对下一时刻电机定子电压进行预测；根据电机定子电压转换为静止坐标系下的三相定子电压，并对电压极性进行判定；构建当前控制周期的可用电压矢量集合，并预测对应开关状态在下一时刻的电流大小；建立逆变器的直流母线侧电容预测模型，同时建立开关惩罚函数模型；根据跟踪电流误差、中点电压偏差和开关频率跟踪误差建立代价函数，确定开关状态，输出并控制逆变器开关管的导通和关断。本发明将三电平有源中点钳位型逆变器拓扑解耦为高频部分与低频部分，实现不同频率下的运行和不同的运行模式，有效降低了控制算法的复杂度和逆变器的损耗。
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公开(公告)号：CN113783490B
公开(公告)日：2023-04-11
申请号：CN202111017072.3
申请日：2021-08-31
Applicant: 西南交通大学
IPC: H02P21/14 , H02P21/20 , H02P21/22 , H02P25/022 , H02P27/12
Abstract: 本发明公开了一种开关频率固定的永磁电机模型预测控制方法，包括建立永磁电机及其驱动变流系统的数学模型，获取电机的电流、直流母线侧电压值以及逆变器输出电压值；建立旋转坐标系下的离散化定子电流预测模型，并对系统时延进行一步补偿后，预测电机下一时刻的电流值；建立与IGBT开关频率等效的开关周期离散化模型，对器件开关动作进行计数，预测开关周期值；建立总代价函数，确定开关状态，输出并控制逆变器开关管的导通和关断。本发明不使用调制生成开关信号，控制结构简单，运算负荷低，同时实现了开关频率恒定和中性点电位平衡的效果，控制效果可以达到全局最优，使得永磁电机在运行时能够同时具有低转矩脉动和高动态响应。
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