[发明专利]一种高频电源全桥逆变电路开路故障方法

说明书

本发明一种高频电源全桥逆变电路开路故障方法，包括：建立高频电源全桥逆变电路线电压表达式，当IGBT发生开路故障时，测出A、B两相电压，并计算出线电压；建立调制波的数学表达式；将高频电源全桥逆变电路线电压、A、B两相电压分解为调制波形式；得出调制波与三角波的交点a、b点电压方程：得出高频电源全桥逆变电路A相电压的时间函数表达式；得到高频电源全桥逆变电路左桥臂的输出电压方程；得到右桥臂的输出电压方程；得到不同功率元器件开路故障时高频电源全桥逆变电路线电压表达式；通过直流分量值的大小和相位以及各次谐波的相位来判断高频电源全桥逆变电路开路故障。本发明用于诊断高频电源全桥逆变电路模块中IGBT开关元器开路故障。

技术领域

本发明涉及一种高频电源全桥逆变电路开路故障方法，具体涉及一种双重傅里叶分析采用诊断高频电源全桥逆变电路模块中IGBT开关元器开路故障的方法。

背景技术

根据高频电源特性，在全桥逆变电路模块中IGBT开关元器件常常运行于高频状态，IGBT开关元器件在通断过程中两端施加电压与流过的电流在时间上存在重叠关系，这就会导致开关损耗，导致IGBT开关元器件温度升高，引起IGBT元器件开关损耗进一步增大，严重时会烧毁整个电路。当IGBT开关元器件发生开路故障时，会引起高频电源输出电压、电流波形发生畸变，直流波形充满毛刺，引起整个高频电源装置失效。虽然断路故障不会对安全生产造成直接影响，但也会对电除尘装置高效运行带来隐患，所以，目前高频电源故障诊断领域还需关注IGBT开关元器件断路故障。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高频电源全桥逆变电路开路故障方法，其用于诊断高频电源全桥逆变电路模块中IGBT开关元器开路故障，利用双重傅里叶积分分析方法，将正弦调制波信号和三角波信号视为独立的两个信号变量，根据其已知的调制比、载波比、载波与调制波的初始相位以及它们之间的关系，准确分析出输出电压中的基波以及谐波幅值和相位的相关信息，进而对高频电源全桥逆变电路模块中IGBT开关元器开路故障进行诊断。

本发明采取如下技术方案来实现的：

一种高频电源全桥逆变电路开路故障方法，包括以下步骤：

1)建立高频电源全桥逆变电路线电压表达式，当IGBT发生开路故障时，测出A、B两相电压，并计算出线电压；

2)根据步骤1)高频电源全桥逆变电路线电压表达式，建立调制波的数学表达式；

3)根据步骤2)调制波的数学表达式，将步骤1)高频电源全桥逆变电路线电压、A、B两相电压分解为调制波形式；

4)以S₁₁发生开路故障时的输出电压为分析样本，根据步骤3)高频电源全桥逆变电路线电压、A、B两相电压调制波方程，得出调制波与三角波的交点a、b点电压方程：

5)根据步骤4)调制波与三角波的交点a、b点电压方程，得出步骤1)高频电源全桥逆变电路A相电压的时间函数表达式；

6)采用双重傅里叶积分分析步骤5)A相电压的时间函数表达式，进一步得到高频电源全桥逆变电路左桥臂的输出电压方程；

7)根据步骤6)高频电源全桥逆变电路左桥臂的输出电压方程，进一步得到右桥臂的输出电压方程；

8)将步骤7)得到的右桥臂的输出电压方程与步骤3)高频电源全桥逆变电路线电压方程进行对比分析，得到不同功率元器件开路故障时高频电源全桥逆变电路线电压表达式；

9)对步骤8)不同功率元器件开路故障时高频电源全桥逆变电路线电压表达式进行FFT分析后，通过直流分量值的大小和相位以及各次谐波的相位来判断高频电源全桥逆变电路开路故障。