[发明专利]高频链双向AC-DC矩阵变换器故障诊断方法

摘要

本发明公开了一种高频链双向AC‑DC矩阵变换器(HFLMC)故障诊断方法。该方法包括以下步骤：通过开关状态及开关组的误差电压判断故障开关组，利用连续不同开关状态的故障开关组定位三相‑单相矩阵变换器(3‑1MC)的故障功率开关；结合不同桥臂的端电压故障特征和开关信号，定位H桥变换器功率开关及二极管的具体故障位置。该方法简单易行，能及时、准确的诊断出发生开路的故障功率器件，为功率器件故障下的容错运行奠定基础，从而提高系统的可靠性。

主权项

1.一种高频链双向AC‑DC矩阵变换器的开路故障诊断方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一：利用电压传感器测量3‑1MC的三相输入线电压、单相输出电压V_P以及H桥变换器每一桥臂的其中一个功率器件端电压V_MG、V_NG和输出直流电压V_GK；步骤二：将3‑1MC的某一个开关状态(假设功率开关管S_ap、S_bn导通)的输出线电压误差与相应的开关组开关状态代入式d_ipjn＝S_ip*S_jn(U_ij‑U_pn)                                                 (1)得到开关组误差电压d_ipjn，然后将开关组误差电压的绝对值|d_ipjn|与设定阈值g进行比较，判断是否有功率开关管发生故障,若|d_ipjn|大于设定阈值g，则有功率开关管发生故障，判断故障开关存在于该开关组误差电压对应的开关组中；若|d_ipjn|小于设定阈值g，则没有功率开关管发生故障，返回步骤一；H桥变换器利用输出直流电压V_GK和开关信号得到功率器件端电压V_MG、V_NG的估计值，若V_MG估计值与V_MG的测量值的差值大于正阈值u,则可知H桥变换器的左桥臂功率器件D₂、T₁出现故障；若V_MG估计值与V_MG的测量值的差值小于‑u,则可知H桥变换器的左桥臂功率器件D₁、T₂出现故障；V_NG测量值与估计值的比较类似；步骤三：若步骤二给出3‑1MC故障开关组信号，则继续比较下一个开关状态(假设此时功率开关管S_ap、S_cn导通)|d_ipjn|与设定阈值g的大小状况，若在两个连续开关状态内|d_ipjn|都大于设定阈值g，则两个开关状态都导通的开关(功率开关管S_ap)是故障开关；若前一个开关状态|d_ipjn|大于设定阈值g，而下一个开关状态|d_ipjn|小于设定阈值g，则故障的功率开关管为第一个开关状态中两个开关状态非共同导通的开关S_bn；若步骤二给出H桥变换器的故障组，则发生故障时导通的功率开关或其并联的二极管则是故障功率器件。