[發(fā)明專利]一種電流滯環(huán)控制的逆變器開路故障診斷方法和裝置

有效

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• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN108037403B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李凱迪;成庶;向超群;伍珣
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: G01R31/52
• 分類號: G01R31/52
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 馬驍;于潔

本發(fā)明公開了一種電流滯環(huán)控制的逆變器開路故障診斷方法，包括：構(gòu)建單相的所述電流滯環(huán)控制的逆變器電路在發(fā)生開路故障時的故障模型；根據(jù)所述故障模型分析獲取發(fā)生開路故障時的故障特征；獲取所述電流滯環(huán)控制的逆變器電路發(fā)生故障時的故障信號，將所述故障信號與非故障信號進行對比，得到對比結(jié)果；將所述對比結(jié)果與所述故障特征進行匹配，判斷該相所述電流滯環(huán)控制的逆變器電路發(fā)生故障的故障點。該方法能夠在故障發(fā)生后的一個周期內(nèi)快速定位故障點，且對于環(huán)寬變化的適應(yīng)性強，不受負載變化的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子器件故障診斷技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種電流滯環(huán)控制的逆變器開路故障診斷方法和裝置。

背景技術(shù)

逆變器是工業(yè)生產(chǎn)中的重要部件，結(jié)合滯環(huán)控制后的逆變器因其實現(xiàn)簡單，電流響應(yīng)快速，無需負荷參數(shù)等特點而在工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。研究表明，在電機變頻調(diào)速系統(tǒng)中，逆變器的故障在所有故障中占據(jù)了主要成分，而逆變器故障通常是由于功率管的故障引起的。功率管短路故障通過在橋臂中串聯(lián)快速熔斷器可以轉(zhuǎn)化為開路故障。所以，大多數(shù)功率管故障通常以開路故障的形式出現(xiàn)。如果某個功率管發(fā)生故障，其他功率管也會接連受到影響，從而有可能導(dǎo)致整個變流系統(tǒng)癱瘓，在某些情況下甚至還會給人身安全帶來威脅。因此，研究一種實時快速高效的開路故障診斷方法是很有必要的。

由于電流滯環(huán)控制中輸出電壓并不具有規(guī)律性，難以觀察記錄，傳統(tǒng)的基于電壓的故障診斷模式在該情況中并不具有適用性，且大量的計算和復(fù)雜的診斷過程對設(shè)備的數(shù)據(jù)存儲空間與處理器的性能也提出了更高的要求，同時由于環(huán)節(jié)過多在計算和處理的過程中出錯的概率也會相對增加，這是人們所不希望看到的。此外，特殊的運行環(huán)境或不可改動的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也限制了額外傳感器的安裝。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種電流滯環(huán)控制的逆變器開路故障診斷方法和裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)對電流滯環(huán)控制的逆變器電路開路故障的快速高效的診斷。

基于上述目的本發(fā)明提供的一種電流滯環(huán)控制的逆變器開路故障診斷方法，包括：

構(gòu)建單相的所述電流滯環(huán)控制的逆變器電路在發(fā)生開路故障時的故障模型；

根據(jù)所述故障模型分析獲取發(fā)生開路故障時的故障特征；

獲取所述電流滯環(huán)控制的逆變器電路發(fā)生故障時的故障信號，將所述故障信號與非故障信號進行對比，得到對比結(jié)果；

將所述對比結(jié)果與所述故障特征進行匹配，判斷該相所述電流滯環(huán)控制的逆變器電路發(fā)生故障的故障點。

進一步，所述故障模型包括上管故障模型以及下管故障模型；

所述上管故障模型包括

所述下管故障模型包括

其中，i₀為輸出電流，i^*為指令電流，為負載慣性時間常數(shù)，I_o+為在上管故障時電路切換狀態(tài)前一瞬間的輸出電流的瞬時值，I_o-為在下管故障時電路切換狀態(tài)前一瞬間的輸出電流的瞬時值，U₀為電路切換狀態(tài)前一瞬間的輸出電壓的瞬時值，為指令電流i^*的正向最大值，為指令電流i^*的負向最大值。

進一步，所述上管故障模型包括第一上管故障模型以及第二上管故障模型；

所述第一上管故障模型包括：

所述第二上管故障模型包括：

進一步，所述下管故障模型包括第一下管故障模型以及第二下管故障模型；