[發明專利]一種適用于單相半橋逆變器的IGBT狀態監測和故障預測方法在審
| 申請號： | 202210673386.7 | 申請日： | 2022-06-14 |
| 公開（公告）號： | CN114994492A | 公開（公告）日： | 2022-09-02 |
| 發明（設計）人： | 葉志浩;王澤潤;陳誠;夏益輝;黃靖;肖晗;彭程;張婉卿 | 申請（專利權）人： | 中國人民解放軍海軍工程大學 |
| 主分類號： | G01R31/26 | 分類號： | G01R31/26 |
| 代理公司： | 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228 | 代理人： | 劉思敏 |
| 地址： | 430000 湖北*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 適用于 單相 逆變器 igbt 狀態 監測 故障 預測 方法 | ||
1.一種適用于單相半橋逆變器的IGBT狀態監測和故障預測方法，其特征在于，包括：
S100.采用電壓傳感器采集逆變器工作過程中的電壓數據；
S200.將逆變器輸出的電壓數據按照正負半周進行重構，得到對應不同IGBT開關管的兩組數據；
S300.根據重構后的電壓數據，對IGBT的特征參數進行計算；
S400.根據計算得到的IGBT的特征參數，對IGBT運行狀態進行監測；
S500.采用預測算法對計算得到的IGBT的特征參數進行時序外推，得到IGBT的特征參數的預測結果，對預測結果進行閾值判定，實現對IGBT潛在故障的預警。
2.如權利要求1所述的一種適用于單相半橋逆變器的IGBT狀態監測和故障預測方法，其特征在于，S100的具體過程為：電壓傳感器按照采樣頻率f1采集逆變器輸出的電壓數據，將電壓傳感器采集到的數據進行按時間順序保存：
Ut＝[ut1,ut2,…,uti,…,utn]。
3.如權利要求2所述的一種適用于單相半橋逆變器的IGBT狀態監測和故障預測方法，其特征在于，S200中，得到對應不同IGBT開關管的兩組數據，其中正半周對應開關管S1，其重構后的數據為：
其中，T為采樣周期。
4.如權利要求2所述的一種適用于單相半橋逆變器的IGBT狀態監測和故障預測方法，其特征在于，S200中，得到對應不同IGBT開關管的兩組數據，負半周對應開關管S2，其重構后的數據為：
其中，T為采樣周期。
5.如權利要求3所述的一種適用于單相半橋逆變器的IGBT狀態監測和故障預測方法，其特征在于，S300中，IGBT的特征參數為輸出電壓波形與調制波之間的相位差，其計算方法包括：
當計算正半周對應開關管S1特征參數時，確定過零點兩側最近的數據采樣點分別為和兩采樣點所對應的電壓值正負符號相反；
計算過零點所對應的時間坐標：
將計算得到的正半周重構數據對應的過零點坐標按時間順序保存，記為：
獲取對應的調制波過零點坐標，記為：
計算對應的相位偏移量：
6.如權利要求4所述的一種適用于單相半橋逆變器的IGBT狀態監測和故障預測方法，其特征在于，S300中，IGBT的特征參數為輸出電壓波形與調制波之間的相位差，其計算方法還包括：
當計算負半周對應開關管S2特征參數時，確定過零點兩側最近的數據采樣點分別為和兩采樣點所對應的電壓值正負符號相反；
計算過零點所對應的時間坐標：
將計算得到的正半周重構數據對應的過零點坐標按時間順序保存，記為：
獲取對應的調制波過零點坐標，記為：
計算對應的相位偏移量：
7.如權利要求1所述的一種適用于單相半橋逆變器的IGBT狀態監測和故障預測方法，其特征在于，S400中，根據計算得到的IGBT的特征參數，對IGBT運行狀態進行監測，具體為：根據計算得到的相位偏移量θ判斷IGBT的老化程度p；并根據計算得到的相位偏移量θ的變化率k判斷IGBT的運行狀態。
8.如權利要求7所述的一種適單相半橋逆變器的IGBT狀態監測和故障預測方法，其特征在于，IGBT的老化程度p的計算公式為：
其中，式中θp為當前測得的相位偏移量，θb為初始狀態下的相位偏移量，θe為IGBT失效閾值。
9.如權利要求7所述的一種適單相半橋逆變器的IGBT狀態監測和故障預測方法，其特征在于，相位偏移量θ的變化率k的計算公式為：
其中，式中θi和θj分別表示ti和tj時刻得到的相位偏移量。
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