[发明专利]基于模型的三相变流器功率管开路故障诊断方法及系统

权利要求书

1.一种基于模型的三相变流器功率管开路故障诊断方法，其特征在于，包括：

(1)从变流器控制系统中获取用于诊断的相关信号，其中，所述相关信号包括：变流器交流侧三相电流采样信号i_X[k]，交流侧三相电压采样信号e_X[k]，直流侧电压采样信号U_dc[k]，以及控制系统输出的驱动信号s₁[k]-s₆[k]，下标X＝A,B或C，代表所在的相序，k代表采样时刻；

(2)根据变流器模型，通过交流侧三相电压采样信号e_X[k]，直流侧电压采样信号U_dc[k]，以及控制系统输出的驱动信号s₁[k]-s₆[k]计算每一个开关周期T_s内三相电流的估计变化值△i_EX[k]；

(3)根据每个开关周期T_s内三相电流采样值的变化值△i_X[k]与计算的三相电流估计变化值△i_EX[k]，计算每个开关周期内三相电流残差δi_X[k]；

(4)根据每个开关周期内三相电流残差δi_X[k]计算三相电流残差在该开关周期前一个基本周期T₀内的累加值δi_TX[k]；

(5)根据一个基本周期T₀内三相电流残差的累加值δi_TX[k]与阈值Th的比较，判定发生开路故障的功率管；

其中，所述步骤(2)中的变流器模型是指通过基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律结合变流器的拓扑所推导的数学模型；

其中，所述步骤(2)中开关周期T_s是开关频率f_s的倒数，每个开关周期T_s内三相电流的估计变化值△i_EX[k]根据变流器模型通过包括状态观测器和混合逻辑动态模型实现，将一个开关周期内的电流变化视为分段函数，表示每一段的斜率，t_n表示每一段对应的时间；

其中，所述步骤(3)中，由△i_X[k]＝i_X[k]-i_X[k-1]计算每个开关周期T_s内三相电流采样值的变化值△i_X[k]，其表示每一个开关周期开始与结束时对应的三相电流采样值i_X[k]的差值；

其中，所述步骤(4)中基本周期T₀是指三相电压频率f₀的倒数，由δi_TX[k]＝δi_X[k-T₀/T_s+1]+δi_X[k-T₀/T_s+2]+…+δi_X[k-1]+δi_X[k]计算三相电流残差基本周期T₀内累加值δi_TX[k]，其表示当前时刻前一个基本周期T₀内所有的开关周期内三相电流残差δi_X[k]的和。

2.根据权利要求1所述的功率管开路故障诊断方法，其特征在于：所述步骤(5)中阈值Th是指为了防止误诊断而设置的门槛值，在三相电流残差基本周期T₀内累加值δi_TX[k]超过阈值Th后，判定发生功率管开路故障。

3.根据权利要求2所述的功率管开路故障诊断方法，其特征在于，所述步骤(5)中，对于不同的功率管故障，三相电流残差基本周期T₀内累加值δi_TX[k]是不同的，进而能够通过δi_TX[k]定位故障的功率管。

4.根据权利要求3所述的功率管开路故障诊断方法，其特征在于，所述步骤(5)中，在三相电流残差基本周期T₀内累加值δi_TX[k]中的最大值大于所设定的阈值Th时，才判定发生故障。