[發明專利]一種閉環控制下逆變電源驅動故障的診斷方法及系統

有效

• 申請號: 201910730864.1
• 申請日: 2019-08-08
• 公開（公告）號: CN110571752B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 劉新民;劉夢虎;彭力;康勇;林伯威;徐茂寧
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H02H1/00
• 分類號: H02H1/00;H02M7/5387;H02H7/122;G01R31/40
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智;廖盈春

本發明公開了一種閉環控制下的逆變電源驅動故障診斷方法及系統，針對閉環控制下H橋結構的逆變電源，通過采用閉環控制系統中固有的電流檢測裝置測量逆變電源中濾波電感上的正、負向電流值，進而根據電流值來診斷閉環控制下H橋結構的逆變電源的驅動故障，從而解決了現有技術中在檢測H橋結構的逆變電源驅動故障時需要借助額外的硬件裝置進行檢測而導致的測量成本較高的問題。該方法不受具體閉環控制策略的影響，計算量較小，無需額外增加硬件器件就能保證系統安全運行，成本較低且實現簡單，并且適用于四管同時或者四管非同時驅動故障等多種故障情況，當故障發生時，能快速識別并定位故障，發出相應信號，保證逆變電源的安全。

技術領域

本發明屬于逆變電源領域，更具體地，涉及一種閉環控制下逆變電源驅動故障的診斷方法及系統。

背景技術

隨著電源的應用日趨廣泛，人們對電源的安全性也提出了更高的要求。逆變電源一旦發生故障，將會影響輸出電壓、輸出電流等，從而使得逆變電源所在的系統無法正常工作，如果逆變電源的故障沒有被及時發現以及處理，很容易使得逆變電源本身損壞，甚至可能會引起災難性的事故，進而造成巨大的損失。由于半導體器件開關管的大量使用，開關管或者開關管的驅動電路發生故障的可能性將增加，使得逆變電源發生故障的風險大大增加，而逆變電源中的故障，主要也是驅動故障。目前，H橋結構的逆變器更加模塊化、易于安裝和擴展，所以在很多領域都得到了廣泛應用，故針對H橋結構的逆變電源的驅動故障診斷研究是非常重要的。

在現有的逆變電源驅動故障的診斷方法中，絕大部分方法都是通過測量特定位置的電壓或者電流進行判斷，如在H橋結構的逆變電源中的開關管兩端放置電壓或電流測量裝置測量開關管上的電壓或電流來進行診斷，這種方法需要增加額外的硬件裝置進行檢測，測量成本較高。

綜上所述，提出一種成本較低的逆變電源驅動故障的診斷方法及系統是亟需解決的問題。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明的目的在于提出一種閉環控制下逆變電源驅動故障的診斷方法及系統，旨在解決現有技術中在檢測H橋結構的逆變電源驅動故障時需要借助額外的硬件裝置進行檢測而導致的測量成本較高的問題。

為實現上述目的，本發明一方面提供了一種閉環控制下的逆變電源驅動故障診斷方法，包括以下步驟：

S1、若逆變電源的控制電路中的調制波控制下的pwm控制信號占空比大于占空比上限，則轉至步驟S2，否則算法結束；

S2、根據逆變電源中電流檢測裝置測量的前一個基波周期內逆變電源中濾波電感上的電流值，計算濾波電感上的正、負向電流在各自所在的半個基波周期內的平均值，取絕對值作為正、負向電流平均幅值；

S3、若正、負向電流平均幅值之差的絕對值大于等于逆變電源工作狀態下的誤差裕度，則四管非同時驅動故障；若正、負向電流平均幅值均小于逆變電源四管同時驅動故障狀態下的誤差裕度，則四管同時驅動故障；除以上兩種情況之外的其他情況，算法結束；其中逆變電源工作狀態下的誤差裕度大于逆變電源四管同時驅動故障狀態下的誤差裕度。

進一步優選地，每隔半個基波周期，重復上述逆變電源驅動故障診斷方法診斷在前一個基波周期內是否存在驅動故障，持續診斷閉環控制下的逆變電源的驅動故障。

進一步優選地，驅動故障是指逆變電源中的開關管發生故障或者開關管的驅動電路發生故障。

進一步優選地，步驟S3中逆變電源工作狀態下的誤差裕度a＝kI_L+c，其中，I_L為一個基波周期內濾波電感上電流的有效值，k為I_L對逆變電源工作狀態下的誤差裕度產生的影響系數，c為逆變電源工作過程中考慮到測量誤差及輸入直流電壓波動的裕度。

進一步優選地，步驟S3中逆變電源四管同時驅動故障狀態下的誤差裕度是逆變電源中的電流檢測裝置測量誤差的1.2-1.8倍。