一种磁悬浮变频器IGBT温度控制方法、装置和存储介质与流程

本发明属于磁悬浮变频器控制，具体涉及一种磁悬浮变频器igbt温度控制方法、装置、磁悬浮变频器控制系统、存储介质和计算机程序产品。

背景技术：

1、变频器是实现功率变换与电机驱动的核心设备，igbt模块作为变频器的核心功率开关器件，其工作结温直接决定了变频器的运行可靠性与服役寿命。磁悬浮系统负载波动频繁、工况动态范围宽，igbt开关损耗随负载实时变化，结温呈现强动态特性，对温度控制的实时性、精准度与长期可靠性均提出了极高要求。

2、针对igbt模块的温度控制，普遍采用基于外壳温度采样的静态控制方案：通过安装于模块外壳的温度传感器以固定周期采集温度数据，结合预设的固定温度阈值触发散热调节、降频或停机保护。该方案架构简单、易实现，在稳态工况下可满足基础的过热防护需求。

3、然而，上述现有技术本质上属于固定采样周期、静态保护阈值的被动控制模式，无法适配磁悬浮变频器动态工况变化与器件性能退化的双重特性，这也是本领域长期存在的主要问题：现有温控方案难以在igbt全服役周期内，同时满足动态工况下的温控响应精度、系统运行能效与长期运行可靠性的协同要求。

4、具体而言，该问题体现在多个维度：其一，固定采样周期与外壳间接测温的方式，无法精准捕捉瞬态负载下的快速温升，温度监测存在显著滞后，易导致结温过冲超出安全范围，引发器件热损伤；若为提升响应速度全程采用高频采样，又会大幅增加控制器算力开销，得不偿失。其二，固定不变的保护阈值无法匹配散热系统积垢、流量衰减，以及igbt器件热疲劳老化带来的热阻抗变化，既可能在散热能力下降时出现保护失效，也可能在器件寿命末期因安全裕度不足引发突发故障，无法适配器件全生命周期的性能变化。其三，静态阈值控制难以兼顾轻载能效与重载可靠性，轻载工况下散热系统冗余运行造成能效浪费，重载工况下又缺乏递进式保护机制，易出现保护动作过激或保护不足的问题，无法实现温控性能与系统能效的协同优化。

5、上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种磁悬浮变频器igbt温度控制方法、装置、磁悬浮变频器控制系统、存储介质和计算机程序产品，以解决相关方案中磁悬浮变频器igbt采用固定采样周期与静态阈值的被动温控方案，无法适配动态工况波动与器件老化退化，难以同时兼顾温控响应精度、系统运行能效与全生命周期运行可靠性的问题，达到提升了动态工况下的温控响应精度，提高了系统运行能效，实现了磁悬浮变频器igbt运行安全与运行连续性的协同优化的效果。

2、本发明提供一种磁悬浮变频器igbt温度控制方法，包括：以基准采样频率采集igbt模块的温度数据；根据所述温度数据确定温度变化速率，根据所述温度变化速率调节igbt模块的温度采样频率；以调节后的采样频率采集igbt模块的实时温度；将所述实时温度与多级预设温度阈值进行比对，根据比对结果执行对应等级的温度保护操作。

3、在一些实施方式中，根据所述温度变化速率调节igbt模块的温度采样频率，包括：将所述温度变化速率与预设速率阈值进行比对；当所述温度变化速率大于所述预设速率阈值时，提高温度采样频率；当所述温度变化速率不大于所述预设速率阈值时，维持基准温度采样频率。

4、在一些实施方式中，所述多级预设温度阈值包括逐级升高的第一预设温度阈值、第二预设温度阈值和第三预设温度阈值；将所述实时温度与多级预设温度阈值进行比对，根据比对结果执行对应等级的温度保护操作，包括：当实时温度超过第一预设温度阈值时，降低磁悬浮变频器的输出运行频率；当实时温度超过第二预设温度阈值时，降低磁悬浮变频器的输出负载功率；当实时温度超过第三预设温度阈值时，触发磁悬浮变频器停机保护。

5、在一些实施方式中，当实时温度超过第二预设温度阈值时，提升磁悬浮变频器散热系统的运行功率。

6、在一些实施方式中，所述方法还包括：采集磁悬浮变频器的电气运行参数，结合预设的igbt开关特性模型计算igbt的瞬时损耗；根据所述瞬时损耗与所述实时温度，在线辨识igbt模块的等效热阻抗；将所述等效热阻抗与预设热阻抗基准值进行比对，当所述等效热阻抗与预设热阻抗基准值的偏差幅度达到预设偏差阈值时，按照等效热阻抗与预设热阻抗基准值的比值，对温度变化速率的判断阈值和/或多级预设温度阈值进行动态修正。

7、在一些实施方式中，所述方法还包括：周期性统计igbt的温度循环幅值与温度停留时长，累积计算igbt的热疲劳损伤量；根据所述热疲劳损伤量得到igbt的剩余使用寿命；将所述剩余使用寿命与多级预设寿命阈值进行比对，确定所述剩余使用寿命所处的寿命区间；根据对应寿命区间，调整所述多级预设温度阈值的数值，并对应限定磁悬浮变频器的最高运行功率。

8、与上述方法相匹配，本发明另一方面提供一种磁悬浮变频器igbt温度控制装置，包括：采集单元，被配置为以基准采样频率采集igbt模块的温度数据；所述采集单元，还被配置为根据所述温度数据确定温度变化速率，根据所述温度变化速率调节igbt模块的温度采样频率；所述采集单元，还被配置为以调节后的采样频率采集igbt模块的实时温度；保护单元，被配置为将所述实时温度与多级预设温度阈值进行比对，根据比对结果执行对应等级的温度保护操作。

9、与上述装置相匹配，本发明再一方面提供一种磁悬浮变频器控制系统，包括：以上所述的磁悬浮变频器igbt温度控制装置。

10、与上述方法相匹配，本发明再一方面提供一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行以上所述的磁悬浮变频器igbt温度控制方法。

11、与上述方法相匹配，本发明再一方面提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，该计算机程序产品被处理执行时实现上述磁悬浮变频器igbt温度控制方法的步骤。

12、本发明的方案，以基准采样频率采集igbt模块的温度数据，根据温度变化速率自适应调节温度采样频率，再以调节后的采样频率采集igbt实时温度，通过将实时温度与多级预设温度阈值比对，执行对应等级的温度保护操作，有效提升了动态工况下的温控响应精度，提高了系统运行能效，实现了igbt运行安全与磁悬浮变频器运行连续性的协同优化。

13、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

14、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

1.一种磁悬浮变频器igbt温度控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的磁悬浮变频器igbt温度控制方法，其特征在于，根据所述温度变化速率调节igbt模块的温度采样频率，包括：

3.根据权利要求1所述的磁悬浮变频器igbt温度控制方法，其特征在于，所述多级预设温度阈值包括逐级升高的第一预设温度阈值、第二预设温度阈值和第三预设温度阈值；

4.根据权利要求3所述的磁悬浮变频器igbt温度控制方法，其特征在于，当实时温度超过第二预设温度阈值时，提升磁悬浮变频器散热系统的运行功率。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的磁悬浮变频器igbt温度控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

6.根据权利要求1至4中任一项所述的磁悬浮变频器igbt温度控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

7.一种磁悬浮变频器igbt温度控制装置，其特征在于，包括：

8.一种磁悬浮变频器控制系统，其特征在于，包括：如权利要求7所述的磁悬浮变频器igbt温度控制装置。

9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求1至6中任一项所述的磁悬浮变频器igbt温度控制方法。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的磁悬浮变频器igbt温度控制方法的步骤。