[發明專利]開關磁阻直線電機功率變換器的可靠性評估方法

在審

• 申請號: 201910010676.1
• 申請日: 2019-01-07
• 公開（公告）號: CN109492344A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 董鋒;陳昊;徐帥
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06Q10/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種開關磁阻直線電機功率變換器可靠性定量評估方法，其特征在于：首先依據開關磁阻直線電機系統實際運行的需求，制定失效判別準則，其次，確定各故障下功率變換器的運行狀態是否觸發制定的失效判別準則，然后對功率變換器中各元器件依據功能進行分類，進而建立功率變換器的k-out-of-n:G模型，最后求解出功率變換器的可靠度和平均無故障時間。

2.如權利要求1所述的失效判定準則，其特征在于：只要開關磁阻直線電機有一相能夠正常工作，就認為其功率變換器沒有失效，否則功率變換器失效。

3.如權利要求1所述的確定各故障下功率變換器的運行狀態是否觸發制定的失效判別準則，其特征在于：針對開關磁阻直線電機不對稱半橋功率變換器拓撲，當C1發生短路故障時，則功率變換器失效；當S1發生開路故障或S2發生開路故障或D1、D2發生短路或開路故障時，A相不能正常工作；當S3發生開路故障或S4發生開路故障或D3、D4發生短路或開路故障時，B相不能正常工作；當S5發生開路故障或S6發生開路故障或D5、D6發生短路或開路故障時，C相不能正常工作。

4.如權利要求1所述的對功率變換器中各元器件依據功能進行分類，進而建立功率變換器的k-out-of-n:G模型，其特征在于：C1組成DC模塊，S1、S2、D1和D2組成DP1模塊，S3、S4、D3和D4組成DP2模塊，S5、S6、D5和D6組成DP3模塊；由于DP1、DP2、DP3模塊的功能具有等價性，可以合成一個模塊PZ，當DC模塊正常工作，并且PZ模塊中存在一個及以上模塊正常工作，則存在一相或多相可以正常工作，進而說明功率變換器沒有失效，故DC模塊和PZ模塊是串聯結構，因此可以建立開關磁阻直線電機功率變換器的k-out-of-n:G模型。

5.如權利要求1所述的求解出功率變換器的可靠度和平均無故障時間，其特征在于：根據所建立的k-out-of-n:G模型來求解開關磁阻直線電機功率變換器拓撲的可靠度，各模塊的失效率為：

λ_DC＝λ_CSλ_C (1)

λ_DP1,DP2,DP3＝2λ_MOλ_M+2(λ_DO+λ_DS)λ_D (2)

由公式(1)可得：

R_DC(t)＝e^-0.349t (3)

R_DP1,DP2,DP3(t)＝e^-1.92t (4)

當DP1、DP2、DP3模塊中存在一個及以上正常工作則功率變換器沒有失效，可得PZ模塊的可靠度為：

由于DC、PZ模塊是串聯結構，故開關磁阻直線電機功率變換器拓撲的可靠度函數為:

最后，計算得出開關磁阻直線電機功率變換器拓撲的平均無故障時間(MTTF)：