[發(fā)明專利]基于電流半波差異的整流器開路故障診斷方法及電子設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011211006.5
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112034394B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 伍珣;成庶;于天劍;劉暾;趙俊棟;胡裕松
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: G01R31/54
• 分類號: G01R31/54;G01R31/26;G01R19/165
• 代理公司: 北京風(fēng)雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 曾志鵬

本發(fā)明提供基于電流半波差異的整流器開路故障診斷方法，整流器為單相四象限全橋整流器，包括：對網(wǎng)側(cè)輸入電流進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)側(cè)輸入電流；實時獲取并儲存采樣點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)側(cè)輸入電流，計算第k個采樣點(diǎn)與k?n/2個采樣點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)側(cè)輸入電流的和值與誤差的差值，n為每個電流周期的采樣點(diǎn)個數(shù)，正半周與負(fù)半周的采樣點(diǎn)個數(shù)相同；存儲的采樣點(diǎn)個數(shù)小于等于n；比較差值與閾值，判斷開路故障的類型為IGBT開路故障或反并聯(lián)二極管開路故障。通過網(wǎng)側(cè)輸入電流幅值降低程度來辨別IGBT開路故障與反并聯(lián)二極管開路故障，能夠?qū)崟r、快速、有效地進(jìn)行故障診斷，對于負(fù)載變化、網(wǎng)側(cè)電壓變化，以及載波變化均具有較好的抗干擾性與魯棒性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及整流器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于電流半波差異的單相四象限整流器開路故障診斷方法及電子設(shè)備。

背景技術(shù)

單相四象限整流器作為列車電源側(cè)變流器，是整個變流系統(tǒng)的重要組成部分。憑借著簡單的硬件結(jié)構(gòu)，單相四象限整流器可以獲得接近于1的功率因數(shù)，降低諧波含量，實現(xiàn)能量的雙向流動，并減少對外部環(huán)境的電磁干擾。由于電力電子器件控制的復(fù)雜性、操作失誤、器件老化、環(huán)境干擾，以及機(jī)械振動等原因，單相四象限整流器不可避免地會出現(xiàn)各種故障。根據(jù)往期文獻(xiàn)的故障統(tǒng)計，單相四象限整流器與PWM逆變器占據(jù)較高的故障率，其故障原因主要包括IGBT內(nèi)部模塊燒損、IGBT模塊被振裂，以及線路松動和接觸不良。因而，其故障表象主要為開路故障。

對于單相四象限整流器而言，IGBT開路故障將導(dǎo)致直流側(cè)電壓幅值降低、脈動增大、功率因數(shù)下降，以及網(wǎng)側(cè)輸入電流發(fā)生畸變。對于整個變流系統(tǒng)而言，IGBT開路故障會造成網(wǎng)側(cè)諧波含量上升，同時嚴(yán)重影響直流側(cè)負(fù)載的正常工作，給整個系統(tǒng)帶來極大的安全隱患。在單相四象限整流器發(fā)生開路故障后，需要盡早采取相應(yīng)的應(yīng)急措施，以避免二次故障的發(fā)生，減少不必要的損失。因此，實時的開路故障診斷顯得至關(guān)重要。

現(xiàn)有的診斷方法，通常需要控制信號給出接口才可以實現(xiàn)，而且需要對原有系統(tǒng)進(jìn)行拆解或改動，會帶來某些不確定性問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種基于電流半波差異的整流器開路故障診斷方法，以解決現(xiàn)有的診斷方法存在的復(fù)雜且準(zhǔn)確性不高的問題。

基于上述目的，本發(fā)明提供了一種基于電流半波差異的整流器開路故障診斷方法，所述整流器為單相四象限全橋整流器，包括：

對網(wǎng)側(cè)輸入電流進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)側(cè)輸入電流，以降低網(wǎng)側(cè)輸入電流的電流幅值受負(fù)載的影響；

實時獲取并儲存采樣點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)側(cè)輸入電流，計算第k個采樣點(diǎn)與第k-n/2個采樣點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)側(cè)輸入電流的和值與誤差的差值，所述n為每個電流周期的采樣點(diǎn)個數(shù)，其中，正半周與負(fù)半周的采樣點(diǎn)個數(shù)相同；所述存儲的采樣點(diǎn)個數(shù)小于等于n；

比較所述差值與閾值的大小，判斷開路故障的類型，所述開路故障的類型為IGBT開路故障或反并聯(lián)二極管開路故障。

本發(fā)明實施例還提供一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運(yùn)行的計算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時實現(xiàn)如前所述的方法。

從上面所述可以看出，本發(fā)明提供的方法只需要將當(dāng)前時刻采集到的采樣點(diǎn)與半個周期前對應(yīng)時刻的數(shù)據(jù)相加，即可得到殘差，再根據(jù)殘差即可判斷開路故障的類型為IGBT開路故障或反并聯(lián)二極管開路故障。具有實時、快速、有效地進(jìn)行故障診斷的優(yōu)點(diǎn)，同時對于負(fù)載變化、網(wǎng)側(cè)電壓變化，以及載波變化均具有較好的抗干擾性與魯棒性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。