CN112104215B - 逆变器的降额保护方法和控制器 - Google Patents

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Abstract

本申请一种逆变器的降额保护方法和控制器，其确定得到的逆变器的降额系数，可以在自身功率管的结温上升至大于起始保护值时，并等待高温区时间限制值的时长后，才使逆变器降额运行，即高温区时间限制值的时长内，功率管还可以正常运行，从而提高了该逆变器的输出能力；并在高温区时间限制值的时长之后即降额运行，而且，在自身功率管的结温在下降至小于等于起始保护值并等待预设时长后，才使逆变器恢复正常运行，从而避免功率管发生过温损坏，进而该逆变器的降额保护方法实现了对逆变器的过温保护；综上，本申请提供的逆变器的降额保护方法兼顾了逆变器的输出能力和过温保护。

Description

逆变器的降额保护方法和控制器
技术领域
本发明涉及自动控制技术领域，特别是涉及一种逆变器的降额保护方法和控制器。
背景技术
目前，在逆变器的运行过程中，其内部的功率管存在稳态损耗和动态损耗，随着自身损耗增加而发热逐渐严重，当自身温度过高后会导致功率管的损坏，从而影响逆变器所带设备，比如电机的正常工作。
因此，在逆变器中设置有降额保护装置，以在其逆变器中的功率管温度过高时，依据设定的降额曲线，对其中的功率管进行降额保护，即降低逆变器中功率管的温度。
其中，对功率管的降额保护效果由降额曲线的设定策略所决定，若设定策略过于保守，则不能充分发挥逆变器的输出能力；若设定策略过于激进，则对功率管的降额保护范围较小，在应对实际应用中复杂多变的工况时，容易造成逆变器的过温损坏。因此，如何兼顾逆变器的输出能力和过温保护是目前亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种逆变器的降额保护方法和控制器，以兼顾逆变器的输出能力和过温保护。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
本申请一方面提供一种逆变器的降额保护方法，包括：
基于逆变器中功率管的本身参数，确定功率管的参考温度上下限值、起始保护值、高温区时间限制值；
根据功率管的结温、起始保护值、高温区时间限制值以及参考温度上下限值，确定功率管的参考温度；并进一步根据功率管的结温和参考温度，确定逆变器的降额系数；以在功率管的结温上升至大于起始保护值时，等待高温区时间限制值的时长之后，使逆变器降额运行；并在功率管的结温下降至小于等于起始保护值时，等待预设时长之后，使逆变器恢复正常运行。
可选的，根据功率管的结温、起始保护值、高温区时间限制值以及参考温度上下限值，确定功率管的参考温度，包括：
在功率管的结温上升至大于起始保护值时，确定功率管的参考温度在高温区时间限制值的时长之内为参考温度上限值，在高温区时间限制值的时长之后为参考温度下限值；
在功率管的结温下降至小于等于起始保护值时，确定功率管的参考温度在预设时长之内为参考温度下限值，在预设时长之后为参考温度上限值。
可选的，起始保护值介于参考温度上限值和下限值之间，且参考温度下限值与起始保护值之间存在滞环区间。
可选的，参考温度上限值为170℃，起始保护值为145℃，滞环区间为5℃；
高温区时间限制值为10s，预设时长为20s。
可选的，根据功率管的结温和参考温度，确定逆变器的降额系数，包括：
确定参考温度减去功率管的结温所得到的温度差值；
对温度差值进行比例积分运算，确定逆变器的控制调整量；
对控制调整量进行限幅，并将限幅后的控制调整量作为降额系数。
可选的，对温度差值进行比例积分运算所采用的比例积分公式，具体为：PIout＝KpTerr+Ki∑Terr
其中，PIout为控制调整量；Kp为比例系数；Ki为积分系数；Terr为温度差值。
可选的，对控制调整量进行限幅所采用的限幅公式，具体为：
Figure GDA0003495103590000021
其中，Dcoeff为降额系数；PIout为控制调整量。
可选的，在对温度差值进行比例积分运算，确定逆变器的控制调整量的步骤之前，还包括：
限制或调整温度差值，并以限制或调整结果更新温度差值。
可选的，限制或调整温度差值所采用的死区限制调整公式，具体为：
Figure GDA0003495103590000031
其中，T′err为限制或调整之前的温度差值；Terr为限制或调整结果。
可选的，在根据功率管的结温、起始保护值、高温区时间限制值以及参考温度上下限值，确定功率管的参考温度之前，还包括：
根据逆变器中功率管的控制信号的占空比和逆变器的输出电流，对逆变器中NTC传感器的测量值进行修正，并将修正后的结果作为功率管的结温。
可选的，当逆变器为电机提供电能时，在执行根据功率管的结温和参考温度，确定逆变器的降额系数的步骤的同时，还包括：
根据功率管的结温和电机的转速，利用功率管的开关频率公式，确定功率管的开关频率。
可选的，功率管的开关频率公式，具体为：
Figure GDA0003495103590000032
其中，Fpwm为功率管的开关频率；Tvj为功率管的结温；Spd为电机的转速；Fnormal为功率管的正常开关频率。
可选的，在确定逆变器的降额系数之后，还包括：
根据逆变器的降额系数和功率管的开关频率，通过电流环调节逆变器的输出电流。
本申请另一方面提供一种逆变器的控制器，包括：处理器和存储器；
存储器中存储有适于处理器运行的程序；
处理器运行程序时用于执行如本申请上一方面任一所述的逆变器的降额保护方法。
由上述技术方案可知，本申请提供的逆变器的降额保护方法，通过上述过程确定逆变器的降额系数，可以在自身功率管的结温上升至大于起始保护值时，并等待高温区时间限制值的时长后，才使逆变器降额运行，即高温区时间限制值的时长内，功率管还可以正常运行，从而提高了该逆变器的输出能力；并在高温区时间限制值的时长之后即降额运行，而且，在自身功率管的结温在下降至小于等于起始保护值并等待预设时长后，才使逆变器恢复正常运行，从而避免功率管发生过温损坏，进而该逆变器的降额保护方法实现了对逆变器的过温保护；综上，本申请提供的逆变器的降额保护方法兼顾了逆变器的输出能力和过温保护。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种逆变器的降额保护方法的流程示意图；
图2为参考温度的设定示意图；
图3为步骤S120中确定参考温度的一种实施方式的流程示意图；
图4为步骤S120中确定逆变器的降额系数的一种实施方式的流程示意图；
图5为步骤S120中确定逆变器的降额系数的另一种实施方式的流程示意图；
图6和图7为本申请实施例提供的逆变器的降额保护方法的另两种流程示意图；
图8为本申请实施例提供的一种逆变器的控制器的结构示意图；
图9为处理器10中各个功能模块的整体控制示意图；
图10为图9中精确降额控制模块内部的具体控制示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
为了使逆变器可以兼顾输出能力和过温保护，本申请实施例提供一种逆变器的降额保护方法，其流程如图1所示，具体包括以下步骤：
S110、基于逆变器中功率管的本身参数，确定功率管的参考温度上下限值、起始保护值、高温区时间限制值。
需要说明的是，起始保护值介于参考温度上限值和下限值之间；另外，参考温度下限值与起始保护值之间存在滞环区间。
以FS820R08A6P2功率模块为例，从功率管数据手册查该功率模块的结温限制参数具体为：结温小于等于150℃时，可以正常持续工作；当结温达到175℃时，每30s内只能工作10s。
根据上述数据，该功率管的高温区时间限制值最大可以设定为10s，预设时长最小应当设定为20s，以确保安全性。
不过，在确定功率管的参考温度上下限值和起始保护值的过程中，需要注意的是，为避免结温估算时所产生的误差，不能直接将本身参数之间设定为功率管的参考温度上下限值和起始保护值，从而，功率管的参考温度上下限值和起始保护值需要与功率管本身参数之间需要存在一定差值，以消除误差所带来的影响；因此，该功率管的参考温度上限值可以设定为170℃，起始保护值可以设定为145℃；在滞环区间设定为5℃的情况下，参考温度下限值可以设定为140℃。
上述功率管的参考温度上下限值、起始保护值、高温区时间限制值以及滞环区间的限定均为一种优选实施方式，在实际应用中，可视具体情况进行设定，此处不过具体限定，均在本申请的保护范围内。
S120、根据功率管的结温、起始保护值、高温区时间限制值以及参考温度上下限值，确定功率管的参考温度；并进一步根据功率管的结温和参考温度，确定逆变器的降额系数。
步骤S120确定降额系数的目的在于，在功率管的结温上升至大于起始保护值时，等待高温区时间限制值的时长之后，使逆变器降额运行；以及，在功率管的结温下降至小于等于起始保护值时，等待预设时长之后，使逆变器恢复正常运行。
具体而言，当功率管的结温上升至大于起始保护值(比如145℃)时，参考温度在高温区时间限制值的时长(比如10s)之内为参考温度上限值(比如170℃)，在高温区时间限制值的时长之后为参考温度下限值(比如140℃)；而当功率管的结温下降至小于等于起始保护值时，参考温度在预设时长(比如20s)之内为参考温度下限值，在预设时长之后为参考温度上限值。
仍以FS820R08A6P2功率模块为例，由上述可知，该功率管的参考温度上限值为170℃、起始保护值为145℃、参考温度下限值为140℃、高温区时间限制值为10s以及预设时长为20s，因此，该功率管的参考温度如图2所示，当自身结温上升至大于145℃时，往后的10s内参考温度为170℃，而10s后参考温度为140℃；当自身结温下降至小于145℃时，往后的20s内参考温度为140℃，而20s后参考温度为170℃。
需要说明的是，相邻阶段的参考温度之间可以是渐变过度，即如图2所示，参考温度从170℃不是立刻变成140℃，中间可以设置有一小段的过度时间，由170℃逐渐变化为140℃；当然也可以直接过度，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本申请的保护范围内。
由上述说明可知，本申请实施例提供的逆变器的降额保护方法，通过上述过程确定逆变器的降额系数，可以在自身功率管的结温上升至大于起始保护值时，并等待高温区时间限制值的时长后，才使逆变器降额运行，即在高温区时间限制值的时长内，功率管还可以正常运行，从而使得该逆变器的输出能力提高；并在高温区时间限制值的时长之后即降额运行，而且，在自身功率管的结温在下降至小于等于起始保护值时，并等待预设时长后，才使逆变器恢复正常运行，从而避免了功率管发生过温损坏，进而该逆变器的降额保护方法实现了对逆变器的过温保护；综上，本申请提供的逆变器的降额保护方法兼顾了逆变器的输出能力和过温保护。
值得说明的是，在现有技术中，其降额曲线和保护时间均无明确的设置依据，只能依赖实验测试和标定，过程相对繁琐，而在本申请提供的逆变器的降额保护方法中，参考温度上下限值、起始保护值、高温区时间限制值均由功率管的本身参数决定，而功率管的本身参数均可通过查找功率管数据手册获得、无需标定，因此参考温度上下限值、起始保护值、高温区时间限制值即为精确的降额控制参数，相较于现有技术而言，该逆变器的降额保护方法使得降额控制参数的设定过程的繁琐程度降低；并提高了降额控制参数设定的准确性。
另外，本申请提供的逆变器的降额保护方法通过降额系数控制逆变器的输出电流，进而能够调节逆变器的温度，防止逆变器发生过温损坏；当逆变器为电机M供电时，该逆变器的降额保护方法也可以通过降额系数控制电机M的输出转矩或功率，进而降低逆变器输出电流，调节逆变器的温度，防止逆变器发生过温损坏。
本申请另一实施例提供步骤S120中确定参考温度的一种实施方式，其流程如图3所示，具体包括以下步骤。
S121、判断功率管的结温是否大于自身的起始温度值。
若功率管的结温大于自身的起始温度值，则依次执行步骤S122和步骤S123；若功率管的结温小于自身的起始温度值，则执行步骤S124和步骤S125；并且，在执行完步骤123或者步骤S125之后，返回执行步骤S121。
S122、使保护时间开始计时，并将功率管的参考温度设定为参考温度上限值。
S123、当保护时间大于高温区时间限制值时，将功率管的参考温度设定为参考温度下限值，并使保护时间停止计时并清零。
S124、使恢复时间开始计时，并将功率管的参考温度设定为参考温度下限值。
S125、当恢复时间大于预设时间时，将功率管的参考温度设定为参考温度上限值，并使恢复时间停止计时并清零。
上述确定参考温度的流程仅为一种优选实施方式，在实际应用中，包括但不限于上述实施方式，此处不做具体限定，可视具体情况进行选择，均在本申请的保护范围内。
本申请实施例提步骤S120中确定逆变器的降额系数的一种实施方式，其具体控制逻辑如图10所示，其流程如图4所示，具体包括以下步骤：
S210、确定参考温度减去功率管的结温所得到的温度差值。
需要说明的是，步骤S210即为图10所示中的做差环节，其中，TvjRef是指该参考温度，Tvj是指该功率管的结温，Terr′是指该温度差值。
为了减少对逆变器的调整频率，使最终确定的降额系数不会频繁发生变化，保证逆变器的正常工作，优选的，在得到该温度差值Terr′之后，先执行步骤S240。
S240、限制或调整温度差值，并以限制或调整结果更新温度差值。
需要说明的是，步骤S240即为图10所示的死区限制调整环节，具体而言，通过图10中所示的死区限制调整模块限制或调整温度差值，所采用的死区限制调整公式，具体为：
Figure GDA0003495103590000081
其中，Terr是指限制或调整结果，也即步骤S240能够将温度差值从T′err更新为Terr。
S220、对温度差值进行比例积分运算，确定逆变器的控制调整量。
需要说明的是，步骤S220即为图10中所示的比例积分环节，具体而言，通过图10中所示的比例积分模块对温度差值进行比例积分运算所采用的比例积分公式，具体为：
PIout＝KpTerr+Ki∑Terr
其中，PIout为控制调整量；Kp为比例系数；Ki为积分系数；Terr为更新后的温度差值。
S230、对控制调整量进行限幅，并将限幅后的控制调整量作为降额系数。
需要说明的是，步骤S230即为图10中所述的限幅环节，具体而言，通过图10所示的限幅模块对控制调整量进行限幅，所采用的限幅公式，具体为：
Figure GDA0003495103590000091
其中，Dcoeff为降额系数；PIout为控制调整量。
由上述过程可知，当功率管的结温小于参考温度时，降额系数为1，逆变器不进行降额，而是正常运行；当给定转矩非常大时，功率管的结温上升，降额系数在[0，1)之间，逆变器降额运行，即适当降低逆变器的输出电流。由此可知，通过降额系数实现对逆变器的降额保护的实质，具体为：利用功率管的结温和参考温度大小关系，确定逆变器是否需要降额运行；并且还利用两者之间的温度差值，确定针对逆变器的调整大小，从而使得功率管的结温不断趋近于参考温度。
并且从上一实施例可知，参考温度是根据功率管的实际情况进行确定的，所以该逆变器的降额保护方法在保证逆变器安全的前提下，可以保证逆变器具有尽可能大的电流输出能力，即充分发挥逆变器性能，也即该逆变器的降额保护方法可以兼顾逆变器的输出能力和过温保护。
在实际应用中，逆变器中各个功率管发热并不均匀，尤其在特殊工况下，比如当逆变器为电机M供电时，电机发生堵转时，各个功率管发热程度相差很大；并且，实际应用中NTC温度传感器通常不一定埋在上下功率管中间，从而，NTC传感器的测量值不能很好的反应每个功率管的温度，若沿用该测量值，则可能造成功率管的损坏。
因此，本申请提供另一种逆变器的降额保护方法，其流程如图5所示，在图1所述实施例的基础上，在步骤S120中根据功率管的结温、起始保护值、高温区时间限制值以及参考温度上下限值，确定功率管的参考温度之前，还包括以下步骤：
S410、根据逆变器中功率管的控制信号的占空比和逆变器的输出电流，对逆变器中NTC传感器的测量值进行修正，并将修正后的结果作为功率管的结温。
在现有技术中，当逆变器为电机M供电时，存在逆变器输出电流的频率很低的工况，即电机M堵转，此时逆变器的输出电流为直流量，导致逆变器中某一功率管可能持续流过大电流，从而发热严重导致自身遭受过热损坏。
目前，常用的堵转保护方法为：若检测电机M转速绝对值小于一定阈值，且电机M输出转矩绝对值大于一定值，则判定电机M发生堵转；之后，在一定时间内，将电机M输出转矩限制为零，或者，根据当前电机M转矩设置不同的延时时间，在延时时间之后，将电机M转矩限制为零。
不过，上述堵转保护方法和逆变器的降额保护方法为两个独立的保护功能，但目的相同，即避免逆变器中的功率管过温损害，从而会造成逆变器的功能冗余，同时也会使逆变器所占用的资源增多。
因此，本实施例还提供另一种逆变器的降额保护方法，其流程如图6所示，在上述实施例的基础上，当逆变器为电机M提供电能时，在执行步骤S120中的根据功率管的结温和参考温度，确定逆变器的降额系数的同时，还包括以下步骤：
S310、根据功率管的结温和电机M的转速，利用功率管的开关频率公式，确定功率管的开关频率。
需要说明的是，步骤S310即为图10中所示的开关频率计算环节，具体而言，通过图10中所示的开关频率计算模块，确定功率管的开关频率公式，具体为：
Figure GDA0003495103590000101
其中，Fpwm为功率管的开关频率；Tvj为功率管的结温；Spd为电机M的转速；Fnormal为功率管的正常开关频率。
需要说明的是，在本实施例提供的逆变器的降额保护方法中，利用功率管的结温和电机M的转速即可判断电机M是否堵转，从而在电机M发生堵转时通过逆变器的控制器限制控制其自身的输出能力，相当于限制电机M转矩，进而实现了堵转保护方法与降额保护方法的统一，因此避免了逆变器内部的功能冗余以及降低了逆变器所占用的资源。
另外，本实施例提供另一种逆变器的降额保护方法，其流程如图7所示，在图6所示实施例的基础上，在步骤S120之后，还包括以下步骤：
S510、根据逆变器的降额系数和功率管的开关频率，通过电流环调节逆变器的输出电流。
在实际应用中，逆变器的降额保护方法的具体控制逻辑如图9所示，其中，转矩查表模块、电流调节器、SVPWM模块dq/αβ模块以及αβ/dq模块组成电流环01。
而结温估算模块根据从图9中所示的电流环01中获取到逆变器中功率管的控制信号的占空比dabc和逆变器的输出电流iabc，对逆变器中NTC传感器的测量值Tntc进行修正，并将修正后的结果作为功率管的结温Tvj；当逆变器为电机M供电时，转速计算模块根据从旋转变压器中获得的电机角度，计算出电机M的转速Spd；精确降额控制模块根据功率管的结温Tvj确定降额系数Dcoeff，此系数介于[0，1]之间，当功率管的结温Tvj超出安全区域时，降额系数Dcoeff会下降，实际查表转矩TeRef为原始转矩T* eRef乘以降额系数Dcoeff，使功率管的结温Tvj始终在安全区域内、保证功率管安全，同时不会过度降额造成逆变器输出能力下降。
具体而言，精确降额控制模块内部的控制逻辑如图10所示，其中，参考温度计算模块根据功率管的结温Tvj、起始保护值、高温区时间限制值以及参考温度上下限值，确定功率管的参考温度TvjRef；之后确定参考温度TvjRef减去功率管的结温Tvj所得到的温度差值T′err；再之后，通过死区限制调整模块限制或调整温度差值，并将温度差值从T′err更新为Terr；然后，通过比例积分模块对温度差值进行比例积分运算，确定控制调整量PIout；最后，通过限幅模块对控制调整量进行限幅，得到降额系数Dcoeff；另外，当逆变器为电机M供电时，开关频率计算模块根据电机M的转速和功率管的结温Tvj确定功率管的开关频率Fpwm。
需要说明的是，上述逆变器的降额保护方法的具体控制逻辑以及精确降额控制模块内部的控制逻辑均为一种优选实施方式，在实际应用中，包括但不限于上述实施方式，可视具体情况而定，均在本申请的保护范围内。
本申请另一实施例提供一种逆变器的控制器，其结构如图8所示，具体包括：处理器10和存储器20。
在具体结构中，存储器20中存储有适于处理器10运行的程序；处理器10运行程序时用于执行上述实施例提供的逆变器的降额保护方法。
需要说明的是，在实际应用中，处理器10通过模拟具有相应功能的功能模块，可以实现对上述实施例提供的逆变器的降额保护方法的执行；其中，处理器10所模拟的功能模块分别如图9和图10所示，并且，各个功能模块的所需执行的步骤已在上述实施例中进行详细说明，此处不再一一赘述。
需要说明的是，本实施例提供的逆变器的控制器可以执行逆变器的降额保护方法，从而可以兼顾逆变器的输出能力和过温保护，并且可以更好的对逆变器进行调节，进而可以使逆变器适应更多更复杂的工况。
本发明中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (14)

1.一种逆变器的降额保护方法，其特征在于，包括：
基于逆变器中功率管的本身参数，根据功率管持续正常工作的结温、断续工作的结温以及断续工作时持续工作的时长，确定功率管的参考温度上下限值、起始保护值、高温区时间限制值；
根据功率管的结温和起始保护值的大小关系，以高温区时间限制值的时长为节点，确定功率管的参考温度为参考温度上限值或者参考温度下限值；并进一步根据功率管的结温和参考温度，确定逆变器的降额系数；以在功率管的结温上升至大于起始保护值时，等待高温区时间限制值的时长之后，使逆变器降额运行；并在功率管的结温下降至小于等于起始保护值时，等待预设时长之后，使逆变器恢复正常运行。
2.根据权利要求1所述的逆变器的降额保护方法，其特征在于，根据功率管的结温和起始保护值的大小关系，以高温区时间限制值的时长为节点，确定功率管的参考温度为参考温度上限值或者参考温度下限值，包括：
在功率管的结温上升至大于起始保护值时，确定功率管的参考温度在高温区时间限制值的时长之内为参考温度上限值，在高温区时间限制值的时长之后为参考温度下限值；
在功率管的结温下降至小于等于起始保护值时，确定功率管的参考温度在预设时长之内为参考温度下限值，在预设时长之后为参考温度上限值。
3.根据权利要求1所述的逆变器的降额保护方法，其特征在于，起始保护值介于参考温度上限值和下限值之间，且参考温度下限值与起始保护值之间存在滞环区间。
4.根据权利要求3所述的逆变器的降额保护方法，其特征在于，参考温度上限值为170℃，起始保护值为145℃，滞环区间为5℃；
高温区时间限制值为10s，预设时长为20s。
5.根据权利要求1-4任一所述的逆变器的降额保护方法，其特征在于，根据功率管的结温和参考温度，确定逆变器的降额系数，包括：
确定参考温度减去功率管的结温所得到的温度差值；
对温度差值进行比例积分运算，确定逆变器的控制调整量；
对控制调整量进行限幅，并将限幅后的控制调整量作为降额系数。
6.根据权利要求5所述的逆变器的降额保护方法，其特征在于，对温度差值进行比例积分运算所采用的比例积分公式，具体为：
PIout＝KpTerr+Ki∑Terr
其中，PIout为控制调整量；Kp为比例系数；Ki为积分系数；Terr为温度差值。
7.根据权利要求5所述的逆变器的降额保护方法，其特征在于，对控制调整量进行限幅所采用的限幅公式，具体为：
Figure FDA0003495103580000021
其中，Dcoeff为降额系数；PIout为控制调整量。
8.根据权利要求5所述的逆变器的降额保护方法，其特征在于，在对温度差值进行比例积分运算，确定逆变器的控制调整量的步骤之前，还包括：
限制或调整温度差值，并以限制或调整结果更新温度差值。
9.根据权利要求8所述的逆变器的降额保护方法，其特征在于，限制或调整温度差值所采用的死区限制调整公式，具体为：
Figure FDA0003495103580000022
其中，T′err为限制或调整之前的温度差值；Terr为限制或调整结果。
10.根据权利要求1-4任一所述的逆变器的降额保护方法，其特征在于，在根据功率管的结温和起始保护值的大小关系，以高温区时间限制值的时长为节点，确定功率管的参考温度为参考温度上限值或者参考温度下限值之前，还包括：
根据逆变器中功率管的控制信号的占空比和逆变器的输出电流，对逆变器中NTC传感器的测量值进行修正，并将修正后的结果作为功率管的结温。
11.根据权利要求1-4任一所述的逆变器的降额保护方法，其特征在于，当逆变器为电机提供电能时，在执行根据功率管的结温和参考温度，确定逆变器的降额系数的步骤的同时，还包括：
根据功率管的结温和电机的转速，利用功率管的开关频率公式，确定功率管的开关频率。
12.根据权利要求11所述的逆变器的降额保护方法，其特征在于，功率管的开关频率公式，具体为：
Figure FDA0003495103580000031
其中，Fpwm为功率管的开关频率；Tvj为功率管的结温；Spd为电机的转速；Fnormal为功率管的正常开关频率。
13.根据权利要求11所述的逆变器的降额保护方法，其特征在于，在确定逆变器的降额系数之后，还包括：
根据逆变器的降额系数和功率管的开关频率，通过电流环调节逆变器的输出电流。
14.一种逆变器的控制器，其特征在于，包括：处理器和存储器；
存储器中存储有适于处理器运行的程序；
处理器运行程序时用于执行如权利要求1-13任一所述的逆变器的降额保护方法。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104566817A (zh) * 2014-12-26 2015-04-29 广东美的制冷设备有限公司 空调器温度应力的监控方法和***
CN109823193A (zh) * 2019-01-15 2019-05-31 深圳市法拉第电驱动有限公司 一种电动汽车运行控制方法、装置、控制器和存储介质
CN110875710A (zh) * 2018-08-29 2020-03-10 比亚迪股份有限公司 逆变器中功率模块的过温保护方法、装置及车辆

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104566817A (zh) * 2014-12-26 2015-04-29 广东美的制冷设备有限公司 空调器温度应力的监控方法和***
CN110875710A (zh) * 2018-08-29 2020-03-10 比亚迪股份有限公司 逆变器中功率模块的过温保护方法、装置及车辆
CN109823193A (zh) * 2019-01-15 2019-05-31 深圳市法拉第电驱动有限公司 一种电动汽车运行控制方法、装置、控制器和存储介质

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