[發明專利]T-type三相四線整流器故障實時檢測與定位方法、系統

有效

• 申請號: 202010657265.4
• 申請日: 2020-07-09
• 公開（公告）號: CN111983508B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 趙金;吳祉汐;宋宇金
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01R31/52
• 分類號: G01R31/52
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智

本發明公開了一種T?type三相四線整流器故障實時檢測與定位方法、系統，屬于在線故障診斷技術領域。方法包括：首先利用零域電流閾值和故障檢測判斷閾值進行故障檢測；在檢測到功率管發生故障后，利用時延ΔT后的三相電流極性以及開路故障發生期間三相調制電壓的極性變化，得到精確的故障定位結果。具有較高實時性。在進行故障檢測時，本發明利用故障區間內電流受母線電容電壓的影響會很快減小至零附近的特點，設置零域電流閾值進行故障檢測，具有較高實時性；在故障定位時，只需分析電流和調制電壓信號，不需要系統電感感值等系統參數，對系統參數的變化不敏感，魯棒性好，抗擾動能力強。

技術領域

本發明屬于在線故障診斷技術領域，更具體地，涉及T-type三相四線整流器故障實時檢測與定位方法及系統。

背景技術

近年來，隨著新能源技術的快速發展，越來越多的新能源汽車陸續出現。作為新能源汽車充電樁的重要充電模塊，整流器的穩定性是是考量系統質量的重要指標。在整流器中，功率管由于高頻開通、關斷很容易造成開路故障，直接影響系統正常運行。T-type三相四線整流器由于優越的性能廣泛應用于充電樁的整流模塊。針對T-type三相四線整流器的開路故障研究實時有效的診斷方法，提供實時有效的信息給后續的容錯控制策略，對提高系統的可靠性具有重要的工程應用價值。

目前，關于三相三電平整流器開路故障實時診斷方法大部分是基于傅立葉變換、小波變換等信號處理方法，然后進行特征量優化組合以實現故障診斷，這些信號處理方法需要復雜的數學計算過程，增加了CPU計算負擔；對于三相三電平整流器，額外的濾波操作會損失故障信息，造成特征不明顯；靠經驗選擇閾值大小或者閾值大小固定會造成診斷算法的魯棒性不高等問題?，F有的基于信號的殘差等方法為提高準確度需要增加電容電壓傳感器，增加了診斷的成本。

在復雜工況下，故障特征會有所變化，需設計適應不同工況的強魯棒性、實時準確的故障診斷算法。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種T-type三相四線整流器故障實時檢測與定位方法及系統，其目的在于提高功率管橋臂開路故障診斷的實時性和魯棒性。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種T-type三相四線整流器故障實時檢測與定位方法，包括：

S1.檢測三相四線整流器運行過程中的x相電流i_x，將相電流峰值與設定比例相乘后作為零域電流閾值I_th0；x∈{a，b，c}；

S2.獲取x相電流i_x小于所述零域電流閾值I_th0的持續時間若則判斷x相發生功率管開路故障，進入步驟S3；若則判斷x相未發生功率管開路故障，返回步驟S1；其中，T₀為故障檢測判斷閾值；

S3.檢測時間段內三相四線整流器控制器輸出的三相調制電壓u_x的極性變化，以及從檢測到開路故障發生時刻開始延時ΔT后的x相電流i_x(ΔT)的極性；

S4.根據三相調制電壓u_x的極性變化和延時ΔT后x相電流i_x(ΔT)的極性，定位開路故障位置。

進一步地，步驟S1中所述設定比例的取值范圍為1％～5％。

進一步地，采用以下公式計算故障檢測判斷閾值T₀：

其中，w為電網角頻率，I_m為相電流峰值。

進一步地，ΔT＝n*2π/w，n為常數，取值范圍為0.05～0.15。

進一步地，步驟S4具體實施過程為：