[发明专利]基于豪斯多夫距离的自耦变压整流器二极管故障诊断方法

说明书

本发明公开了一种基于豪斯多夫距离的自耦变压整流器二极管故障诊断方法，以正常和故障情况下输出电压之间的差异作为故障特征，同时在每个间隔上以正常输出电压为模板，采用豪斯多夫距离算法计算输出电压采样序列与模板序列之间的差异来辨识这种特征，从而实现开路二极管的故障诊断。本方法中对输出电压按整流脉波数划分间隔，可以在每个间隔上度量输出电压与模板之间的相似度，因此，该故障诊断方法还适用于输入存在三相不对称时的二极管开路故障诊断，增加了诊断方法的抗干扰能力和可靠性。本方法仅需对输出电压和单相输入电压进行测量，简单且容易实施。同时，本方法有利于故障自耦变压整流器的隔离并能够大大缩短其修复时间。

技术领域

本发明涉及整流器二极管的开路故障诊断技术领域，具体是一种基于豪斯多夫距离的自耦变压整流器二极管故障诊断方法。

背景技术

多脉波整流技术可以有效降低交流侧电流谐波含量而广泛应用于工业、铁路及航空电气系统。根据所使用的变压器是否需要电气隔离，多脉波整流器可以分为变压整流器和自耦变压整流器，变压整流器通常用于需要电气隔离的场合，而自耦变压整流器因其具有小尺寸、轻重量、高效率、高可靠性等优势常用于对空间有限制且无需电气隔离的场合。

文献[S.Yang,D.Xiang,A.Bryant,P.Mawby,L.Ran,and P.Tavner,“Conditionmonitoring for device reliability in power electronic converters:a review,”IEEE Trans.on Power Electron.,vol.25,no.11,pp.2734-2752,Nov.2010.]指出，电力电子设备中，功率半导体元件和焊点失效占总故障的34％。然而，自耦变压整流器由自耦变压器和许多二极管组成。一旦二极管发生故障，设备的性能不能满足标准的要求，如IEEERecommended Practices and Requirements for Harmonics Control in ElectricPower Systems,IEEE Standard 519,2014。这将严重影响后级电气设备的稳定运行。此外，航空领域的相关标准规定，自耦变压整流器的平均修复时间应少于30分钟。二极管故障分为短路故障和开路故障，由于短路故障特征明显，因此易于诊断，而开路故障较为隐蔽，且短路故障最终将演变为开路故障。因此，这里主要讨论二极管的开路故障诊断方法，这对隔离故障自耦变压整流器，提高供电系统的可靠性，缩短设备的维修时间具有重要意义。