[发明专利]一种基于模型的CRH3型动车组牵引逆变器IGBT开路故障诊断方法

摘要

本发明是一种基于模型的CRH3型动车组牵引逆变器IGBT开路故障诊断方法，其步骤是(1)建立牵引逆变器的键合图模型；(2)推导出模型的系统行为约束方程；(3)基于系统行为约束方程，利用最小二乘法，对当前各开关的状态进行辨识；(4)将控制系统给出的各IGBT脉冲信号(0、1表示)与当前各开关的状态(0、1表示)进行作差，得到六个故障识别向量；(5)若故障识别向量中有元素大于0，则说明相应的IGBT发生开路故障。本发明提出的基于模型的CRH3型动车组牵引逆变器IGBT开路故障诊断方法可以在任意一个或者两个IGBT发生故障时快速准确地对故障进行检测、定位。并且本发明解决了基于模型方法在本领域无法完成多故障识别的问题。

主权项

一种基于模型的CRH3型动车组牵引逆变器IGBT开路故障诊断方法，利用系统行为约束方程所包含的所有信息来得到当前所有IGBT的开断情况，通过与脉冲序列的对比得到包含了每个IGBT的故障信息的故障识别向量，完成多故障的诊断，包括如下步骤：步骤1：根据牵引逆变器共流节点或者共势节点的特性建立每个节点的方程，并通过因果路径消去未知变量，若节点方程中除IGBT状态之外的所有变量都可被消去，那么消去未知变量后的节点方程为该系统的系统行为约束方程；步骤2：将系统参数以及传感器获得数据带入步骤1所得系统行为约束方程，利用最小二乘法对IGBT当前的状态进行辨识；所述步骤2中采用以下方式对各IGBT的当前开断状态进行辨识：步骤2‑1：初始化系统行为约束方程的残差平方和Emin为一个极大的值，循环变量i＝1，j＝1，k＝1，以及当前IGBT开断状态步骤2‑2：i，j，k分别从1到3计数，表示第m＝9×(k‑1)+3×(j‑1)+i种可能的IGBT开断状态，m最大为27；步骤2‑3：每次计数后，将相应的IGBT开断状态系统参数以及传感器数据输入系统行为约束方程，计算此时所有系统行为约束方程的残差平方和E2；若E2小于Emin，则将E2的值赋给Emin，并将此时相应的IGBT开断状态赋予否，则回到步骤2‑1；循环结束后，即作为辨识得到的当前IGBT开断状态输出至显示设备或后继处理设备；步骤3：将0/1表示的控制系统给出的IGBT脉冲信号与0/1表示的IGBT当前状态作差，得到含有六个元素的故障识别向量，若故障识别向量中有元素大于0，则判定大于0的元素相应的IGBT发生开路故障。