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专利号: 2021103908704
申请人: 西安理工大学
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.模块化多电平变换器半桥子模块上管开路故障的定位方法,其特征在于,通过判断子模块电容电流正负来达到故障子模块诊断与定位的目的;将子模块电容电流作为故障诊断的特征参数,通过分析表明子模块电容电流在正常运行情况下存在正负值,即正常子模块电容可以正常的充放电,而发生上管开路故障后,故障子模块的电容由于无法正常放电,因此子模块电容电流不存在负值,根据此特征可对故障子模块进行诊断并定位;模块化多电平变换器的子模块为半桥型结构,每相上下桥臂各由N个子模块级联而成;具体步骤是:步骤1:采样所有半桥子模块的电容电压;其中,j相上下桥臂第i个子模块的电容电压为ucrji,流过该子模块电容的电流icrji与该子模块电容两端的电压ucrji存在如下关系:式中,C为子模块并联电容的容值;

对子模块电容电压ucrji的微分值进行估算,可得:

式中,ucrji(k)表示在k时刻j相上下桥臂第i个子模块的电容电压,ucrji(k‑1)表示在k‑1时刻j相上下桥臂第i个子模块的电容电压,Ts表示采样周期;

根据式(1)和式(2)可以得到j相上下桥臂第i个子模块的电容电流icrji,具体计算表达式为:步骤2:根据式(3)计算所有半桥子模块的电容电流;式中,C为子模块并联电容的容值;

步骤3:为三相模块化多电平变换器的所有半桥子模块SMpa1~SMpaN、SMna1~SMnaN、SMpb1~SMpbN、SMnb1~SMnbN、SMpc1~SMpcN、SMnc1~SMncN设置对应的电容电流的负电流次数累计量numpa1~numpaN、numna1~numnaN、numpb1~numpbN、numnb1~numnbN、numpc1~numpcN、numnc1~numncN;

步骤4:初始化所有子模块电容电流的负电流次数累计量为零;

步骤5:计算所有子模块电容电流的负电流次数累计量;通过式(3)计算得到每个子模块的电容电流icrji,对每个子模块电容电流进行判断,若icrji<0,则判定该子模块电容电流为负,于是该子模块电容的负电流次数累计量num_negrji加1;反之,该子模块电容的负电流次数累计量num_negrji保持不变;

步骤6:判断诊断时间是否结束;

步骤7:判断所有子模块电容电流的负电流次数累计量。

2.根据权利要求1所述的模块化多电平变换器半桥子模块上管开路故障的定位方法,其特征在于,所述步骤6具体为:当诊断时间T=Tth=20ms时,终止对所有子模块电容的负电流次数累计量num_negrji的计数,进入步骤7;否则返回步骤5,继续对所有子模块电容的负电流次数进行累计。

3.根据权利要求1所述的模块化多电平变换器半桥子模块上管开路故障的定位方法,其特征在于,当诊断时间结束时,判断每个子模块电容电流的负电流次数累计量num_negrji,若num_negrji=0,则判定该子模块发生T1管开路故障,诊断并定位到故障子模块SMrji;若num_negrji>0,则表明该子模块处于正常运行状态,返回步骤4,将该子模块电容所对应的负电流次数累计量num_negrji清零。