[發明專利]一種逆變器開路故障的快速定位方法

有效

• 申請號: 202010756312.0
• 申請日: 2020-07-31
• 公開（公告）號: CN111948574B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 陳勇;尹浩然;李猛;陳章勇
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01R31/54
• 分類號: G01R31/54;G01R19/165
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

1.一種逆變器開路故障的快速定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、逆變器開路故障電壓分析

定義s_i(i＝1,2,3,4,5,6)為六個開關的等效開關信號，s_i＝1表示該開關處于打開狀態，s_i＝0代表該開關處于斷開狀態；

定義i_x(x＝a,b,c)為三相電流，σ_x(x＝a,b,c)表示電流流向，

定義V_xn(x＝a,b,c)代表期望相電壓，V_xn^*(x＝a,b,c)為實際相電壓，電壓偏差為ΔV_xn＝V_xn-V_xn^*；

以開關管T1發生故障為例，根據電流的正負和流向可以將電壓偏差ΔV_xn分為兩種情況：情況1：當i_a＞0的時候，A相電壓偏差ΔV_an＞0，B相電壓偏差ΔV_bn＜0，C相電壓偏差ΔV_cn＜0，情況2：當i_a≤0的時候，電壓偏差不會受到故障的影響，所以一定有，A相電壓偏差ΔV_an≥0，B相電壓偏差ΔV_bn≤0，C相電壓偏差ΔV_cn≤0；

(2)、期望電壓的建立

根據電路拓撲和基爾霍夫定律，可以獲取期望電壓為：

所以，每個采樣周期內的相電壓平均值可以表示為：

其中，T_s表示采樣周期，t(k)代表第k個采樣時刻；

(3)、實際電壓的計算

根據電路拓撲，實際相電壓為：

(4)、故障定位

定義T_xn(k)為閾值，設計故障定位的標志F_x(x＝a,b,c)為：

為了進一步保證魯棒性，設計故障檢測標志F_d為：

這里t_d代表著F_x＝1所持續的時間，當F_d＝1時，意味著檢測到開路故障發生，否則沒有故障；

(5)、自適應閾值的設計

考慮參數誤差、采樣誤差影響的時候，定義μ_LX,μ_RX,μ_iX為L_X,R_X,i_X的誤差；所以，負載的參數誤差和電流的采樣誤差對相電壓偏差造成的影響為：

考慮死區時間、延遲和過渡時間影響的時候，定義T_s為采樣周期，T_X^*代表開關管在一個采樣周期內的理想開通時間，T_X為開關管在一個采樣周期內的實際開通時間，t_dead表示死區時間，t_on為開通的延遲和過渡時間，t_off代表關斷的延遲和過渡時間；一個采樣周期內開關的實際開通時間為：

T_X＝T_X^*-(t_dead+t_on-t_off)·sgn(i)；

由死區時間，延遲和過渡時間引起的等效開關信號的最大誤差可估算為：

所以，死區時間、延遲和過渡時間對相電壓偏差造成的影響為：

其中sgn(·)為符號函數，所以，考慮到參數誤差、采樣誤差、死區時間、延遲和過渡時間的影響，自適應閾值設計為T_xn(k)＝ΔV_xn^ps_max(k)+ΔV_xn^time_max(k)。