[发明专利]T-type三相四线整流器故障实时检测与定位方法、系统

说明书

本发明公开了一种T‑type三相四线整流器故障实时检测与定位方法、系统，属于在线故障诊断技术领域。方法包括：首先利用零域电流阈值和故障检测判断阈值进行故障检测；在检测到功率管发生故障后，利用时延ΔT后的三相电流极性以及开路故障发生期间三相调制电压的极性变化，得到精确的故障定位结果。具有较高实时性。在进行故障检测时，本发明利用故障区间内电流受母线电容电压的影响会很快减小至零附近的特点，设置零域电流阈值进行故障检测，具有较高实时性；在故障定位时，只需分析电流和调制电压信号，不需要系统电感感值等系统参数，对系统参数的变化不敏感，鲁棒性好，抗扰动能力强。

技术领域

本发明属于在线故障诊断技术领域，更具体地，涉及T-type三相四线整流器故障实时检测与定位方法及系统。

背景技术

近年来，随着新能源技术的快速发展，越来越多的新能源汽车陆续出现。作为新能源汽车充电桩的重要充电模块，整流器的稳定性是是考量系统质量的重要指标。在整流器中，功率管由于高频开通、关断很容易造成开路故障，直接影响系统正常运行。T-type三相四线整流器由于优越的性能广泛应用于充电桩的整流模块。针对T-type三相四线整流器的开路故障研究实时有效的诊断方法，提供实时有效的信息给后续的容错控制策略，对提高系统的可靠性具有重要的工程应用价值。

目前，关于三相三电平整流器开路故障实时诊断方法大部分是基于傅立叶变换、小波变换等信号处理方法，然后进行特征量优化组合以实现故障诊断，这些信号处理方法需要复杂的数学计算过程，增加了CPU计算负担；对于三相三电平整流器，额外的滤波操作会损失故障信息，造成特征不明显；靠经验选择阈值大小或者阈值大小固定会造成诊断算法的鲁棒性不高等问题。现有的基于信号的残差等方法为提高准确度需要增加电容电压传感器，增加了诊断的成本。

在复杂工况下，故障特征会有所变化，需设计适应不同工况的强鲁棒性、实时准确的故障诊断算法。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种T-type三相四线整流器故障实时检测与定位方法及系统，其目的在于提高功率管桥臂开路故障诊断的实时性和鲁棒性。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种T-type三相四线整流器故障实时检测与定位方法，包括：

S1.检测三相四线整流器运行过程中的x相电流i_x，将相电流峰值与设定比例相乘后作为零域电流阈值I_th0；x∈{a，b，c}；

S2.获取x相电流i_x小于所述零域电流阈值I_th0的持续时间若则判断x相发生功率管开路故障，进入步骤S3；若则判断x相未发生功率管开路故障，返回步骤S1；其中，T₀为故障检测判断阈值；

S3.检测时间段内三相四线整流器控制器输出的三相调制电压u_x的极性变化，以及从检测到开路故障发生时刻开始延时ΔT后的x相电流i_x(ΔT)的极性；

S4.根据三相调制电压u_x的极性变化和延时ΔT后x相电流i_x(ΔT)的极性，定位开路故障位置。

进一步地，步骤S1中所述设定比例的取值范围为1％～5％。

进一步地，采用以下公式计算故障检测判断阈值T₀：

其中，w为电网角频率，I_m为相电流峰值。

进一步地，ΔT＝n*2π/w，n为常数，取值范围为0.05～0.15。

进一步地，步骤S4具体实施过程为：