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专利号: 2020113180991
申请人: 中国矿业大学
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:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种中点钳位型单相三电平逆变器开路故障诊断方法,其特征在于,所述中点钳位型单相三电平逆变器包括功率三极管S1~S8,续流二极管D1~D4,直流侧电压Ud,电容C1和C2,其中,开关管S1、S5的集电极与电容C1的阳极、直流电压源Ud的正极相连; 电容C1的阴极、电容C2的阳极与续流二极管D1、D3的阳极、续流二极管D2、D4的阴极相连;开关管S4、S8的发射极与电容C2的阴极、直流电压源Ud的负极相连;开关管S1的发射极、开关管S2的集电极与续流二极管D1的阴极相连;开关管S2的发射极、开关管S3的集电极与阻感负载电感端相连;开关管S3的发射极、开关管S4的集电极与续流二极管D2的阳极相连;开关管S5的发射极、开关管S6的集电极与续流二极管D3的阴极相连;开关管S6的发射极、开关管S7的集电极与阻感负载电阻端相连;开关管S7的发射极、开关管S8的集电极与续流二极管D4的阳极相连;将中点钳位型单相三电平逆变器的两桥臂记为左桥臂和右桥臂,左桥臂中点钳位电流按照电流传感器参考电流正方向一次穿入电流传感器,右桥臂中点钳位电流按照电流传感器参考电流负方向两次穿入电流传感器,电流传感器检测值即为两桥臂中点钳位总线电流信息,根据正常情况下两桥臂开关状态、相电流及电流传感器检测电流理论值之间的对应关系在线获得实时开关状态下的电流传感器检测电流理论值,当电流传感器检测电流实际值与理论计算值出现偏差时,即判断开路故障发生,根据相电流不同极性时电流传感器检测电流实际值与不同功率管开路故障情况对应关系定位故障器件,实现单相三电平逆变器开路故障诊断;

开路故障诊断流程包括如下步骤:

1)检测单相三电平逆变器两桥臂的开关状态,记左右桥臂的开关状态分别为SA和SB,相电流值为iph,根据SA、SB和iph计算电流传感器检测的中点钳位总线电流理论值,具体为:当SA=SB=1时,电流传感器理论值为0;

当SA=1,SB=0时,电流传感器理论值为2iph;

当SA=1,SB=‑1时,电流传感器理论值为0;

当SA=0,SB=1时,电流传感器理论值为iph;

当SA=SB=0时,电流传感器理论值为3iph;

当SA=0,SB=‑1时,电流传感器理论值为iph;

当SA=‑1,SB=1时,电流传感器理论值为0;

当SA=‑1,SB=0时,电流传感器理论值为2iph;

当SA=SB=‑1时,电流传感器理论值为0;

2) 将实时获得的电流传感器实际检测值与步骤1)中的理论值比较,当电流实际值与理论值出现偏差时,判断开路故障发生;

3) 判断相电流极性,依据开路故障器件定位规则定位故障器件,具体为:

当相电流极性为正且SA=SB=1时,若电流传感器实际检测电流值为iph,故障器件判断为S1;

当相电流极性为正且SA=1,SB=0时,若电流传感器实际检测电流值为3iph,故障器件判断为S1,若电流传感器实际检测电流值为0,故障器件判断为S7;

当相电流极性为正且SA=1,SB=‑1时,若电流传感器实际检测电流值为iph,故障器件判断为S1,若电流传感器实际检测电流值为2iph,故障器件判断为S8;

当相电流极性为正且SA=0,SB=1时,若电流传感器实际检测电流值为0,故障器件判断为S2;

当相电流极性为正且SA=SB=0时,若电流传感器实际检测电流值为2iph,故障器件判断为S2,若电流传感器实际检测电流值为iph,故障器件判断为S7;

当相电流极性为正且SA=0,SB=‑1时,若电流传感器实际检测电流值为0,故障器件判断为S2,若电流传感器实际检测电流值为3iph,故障器件判断为S8;

当相电流极性为正且SA=‑1,SB=0时,若电流传感器实际检测电流值为0,故障器件判断为S7;

当相电流极性为正且SA=SB=‑1时,若电流传感器实际检测电流值为2iph,故障器件判断为S8;

当相电流极性为负且SA=SB=1时,若电流传感器实际检测电流值为2iph,故障器件判断为S5;

当相电流极性为负且SA=1,SB=0时,若电流传感器实际检测电流值为0,故障器件判断为S6;

当相电流极性为负且SA=0,SB=1时,若电流传感器实际检测电流值为0,故障器件判断为S3,若电流传感器实际检测电流值为3iph,故障器件判断为S5;

当相电流极性为负且SA=SB=0时,若电流传感器实际检测电流值为2iph,故障器件判断为S3,若电流传感器实际检测电流值为iph,故障器件判断为S6;

当相电流极性为负且SA=0,SB=‑1时,若电流传感器实际检测电流值为0,故障器件判断为S3;

当相电流极性为负且SA=‑1,SB=1时,若电流传感器实际检测电流值为iph,故障器件判断为S4,若电流传感器实际检测电流值为2iph,故障器件判断为S5;

当相电流极性为负且SA=‑1,SB=0时,若电流传感器实际检测电流值为3iph,故障器件判断为S4,若电流传感器实际检测电流值为0,故障器件判断为S6;

当相电流极性为负且SA=SB=‑1时,若电流传感器实际检测电流值为iph,故障器件判断为S4。