[发明专利]一种基于电流检测的单相级联H桥整流器的故障诊断方法

权利要求书

1.一种基于电流检测的单相级联H桥整流器的故障诊断方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1，对单相级联H桥整流器进行实时的故障监测，在固定的采样周期内对单相级联H桥整流器的网侧电流进行实时采样，得到单相级联H桥整流器网侧电流实测值；所述单相级联H桥整流器包括若干个H桥；所述单相级联H桥整流器中第i个H桥分为两个桥臂，左侧桥臂定义为a桥臂，右侧桥臂定义为b桥臂；其中VT_i1为a桥臂上方的开关管，VD_i1为其反向并联二极管；VT_i2为a桥臂下方的开关管，VD_i2为其反向并联二极管；VT_i3为b桥臂上方的开关管，VD_i3为其反向并联二极管；其中VT_i4为b桥臂下方的开关管，VD_i4为其反向并联二极管；

步骤S2，计算无故障情况下单相级联H桥整流器网侧电流，得到单相级联H桥整流器网侧电流计算值；

步骤S3，采用单相级联H桥整流器网侧电流实测值减去单相级联H桥整流器网侧电流计算值得到单相级联H桥整流器网侧电流误差；

步骤S4，根据单相级联H桥整流器网侧电流误差建立单相级联H桥整流器故障诊断模型；

步骤S5，计算单相级联H桥整流器故障诊断模型的值，并将其绝对值与设置的阈值th进行比较，

若单相级联H桥整流器故障诊断模型的值的绝对值小于等于设置阈值，则表征单相级联H桥整流器没有发生故障，则返回步骤S1；反之，若单相级联H桥整流器故障诊断模型的值的绝对值大于设置阈值，则表征单相级联H桥整流器发生故障，则转入步骤S6；

步骤S6，根据单相级联H桥整流器故障诊断模型建立单相级联H桥整流器第i个H桥的故障诊断模型，判断单相级联H桥整流器第i个H桥的故障诊断模型的值的正负情况，若单相级联H桥整流器第i个H桥的故障诊断模型的值为正，表征单相级联H桥整流器第i个H桥发生a类故障；若单相级联H桥整流器第i个H桥的故障诊断模型的值为负，表征单相级联H桥整流器第i个H桥发生b类故障；其中，a类故障为第i个H桥的开关管VT_i1或开关管VT_i4故障，b类故障为第i个H桥的开关管VT_i2或开关管VT_i3发生故障；

步骤S7，建立开关管的故障诊断函数，根据故障的种类对相应开关管进行检测，当相应开关管的故障诊断函数值为0时，则表征该开关管未发生故障，当相应开关管的故障诊断函数值为1时，则表征该开关管发生故障，如此确定了发生故障的开关管。

2.根据权利要求1所述的一种基于电流检测的单相级联H桥整流器的故障诊断方法，其特征在于：所述步骤S2中单相级联H桥整流器网侧电流的计算方式如下：

根据单相级联H桥整流器模型将单相级联H桥整流器网侧电压表达为：

u_aibi＝k_iV_dci；

其中，U_s为单相级联H桥整流器网侧电压；L为单相级联H桥整流器网侧电感值；i_N为单相级联H桥整流器网侧电流；u_aibi为单相级联H桥整流器第i个H桥的输出电压；

V_dci为单相级联H桥整流器第i个H桥的输出电压值；k_i为单相级联H桥整流器第i个H桥理想的开关函数；

经过积分可以求出单相级联H桥整流器网侧电流i_N表达式为：

其中，E_m为交流电源幅值；ω为交流电源角频率。

3.根据权利要求2所述的一种基于电流检测的单相级联H桥整流器的故障诊断方法，其特征在于：所述单相级联H桥整流器第i个H桥理想的开关函数k_i的计算方式如下：

k_i＝H_ai-H_bi；

其中，H_ai为单相级联H桥整流器第i个H桥a桥臂的开关函数；H_bi为单相级联H桥整流器第i个H桥b桥臂的开关函数。