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专利号: 2020108123857
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于滞环控制的有源电力滤波器的故障诊断方法,其特征在于:包括如下步骤:步骤1:计算有源电力滤波器APF中每一个绝缘栅双极型晶体管IGBT的电压表达式,如公式(1)所示:

其中,Usa、Usb和Usc是系统三相电压;ica、icb和icc是APF的输出电流;icn是中性线上的电流;L是APF的输出连接电感;Ln是中性线的连接电感;R是APF等效电阻;Rn是中性线等效电阻;

步骤2:计算Ukn的表达式;

在三相四线制的APF拓扑图中,当零序电流流过直流侧分流电容器时,会引起中性点电位偏差;在正常条件下,在每个周期中,Ukn的表达式如公式(4)所示:Ukn=Hk×Udc1‑Lk×Udc2+Y        (4);

其中,

其中,

其中,Ukn表示APF交流侧三相电压,k∈{a,b,c};Ts表示切换周期,toff‑max和ton‑min分别代表所采用的IGBT的最大关断和最小导通延迟时间;Hk表示每个支路上部的IGBT的导通占空比;Lk表示每个支路上部的IGBT的导通占空比;

根据公式(4)、(5)、(6),得到Ukn的表达式:步骤3:计算诊断变量Kk的表达式;

诊断变量为Kk的表达式如公式(7)所示:Kk=Ukn‑Xk×ΔUdc               (7);

其中,ΔUdc为中性点电位偏差,ΔUdc=Udc1‑Udc2,         (8);

由于

因此,通过表达式(4)、(7)、(8)、(9)和(10),得到诊断变量为Kk的表达式如公式(11)所示:

Kk=Δtk×Udc2               (11);

根据表达式(11),正常情况下,已知Udc2>0,则APF的交流侧的输出电压与相应的IGBT的导通占空比之间的关系表示为

当Kk>0,Δtk×Udc2>0,即Δtk>0;

当Kk<0,Δtk×Udc2<0,即Δtk<0;

如果发生故障,与正常情况相比,它们之间会相反,即当Kk>0,Δtk×Udc2>0,即Δtk<0;

当Kk<0,Δtk×Udc2<0,即Δtk>0;

根据表达式(1)和(7),得到在数字处理系统中,当采样周期足够小,表达式(1)中的微分项表示为其中,ick(m)和ick(m‑1)是第m次和第m‑1次采样k相电流值(k∈{a,b,c,n});

步骤4:判断诊断变量Kk>0是否成立:S1‑S6是IGBT;

若判断结果是诊断变量Kk>0成立,则判断Δtk>0是否成立;

若判断结果是Δtk>0成立,则S1,S3,S5正常;

若判断结果是Δtk>0不成立,则判断时间t是否超过tmin,若判断结果是时间t未超过tmin,则认为干扰或其它因素;若判断结果是时间t超过tmin,则S2,S4,S6故障;

若判断结果是Kk>0不成立,则判断Δtk<0是否成立;

若判断结果是Δtk<0成立,则S2,S4,S6正常;

若判断结果是Δtk<0不成立,则判断时间t是否超过tmin,若判断结果是时间t未超过,则认为干扰或其它因素;若判断结果是时间t超过,则S1,S3,S5故障;

步骤5:设定IGBT开路故障发生标志为N和Fk,(k∈{a,b,c});N为IGBT开路故障发生的个数;