[发明专利]一种三电平级联逆变器的故障诊断方法

摘要

本发明提供了一种三电平级联逆变器的故障诊断方法，属于电力电子器件故障诊断技术领域。该方法通过对各故障状态下的钳位电压依次按照开关序列进行分析，并建立故障相对应的故障数据库。利用主控制器生成的驱动信号产生使能信号分别对四种开关模态下的钳位电压进行锁定。将锁定的钳位电压组合与故障数据库中的各钳位电压组合依次进行比较，最终输出故障诊断结果。该方法仅对钳位电压进行采样处理即可实现以桥臂为单元的多种故障模式的诊断。

主权项

1.一种三电平级联逆变器的故障诊断方法，对三电平级联逆变器的单功率开关器件和双功率开关器件的开路故障以桥臂为单元进行诊断，具体的诊断步骤如下：步骤一、在三电平级联逆变器内，设A相桥臂与B相桥臂的载波频率和调制波均相同，且A相桥臂与B相桥臂的载波和调制波相位相差180°；又A相桥臂的功率开关器件记为Sa1、Sa2、Sa3、Sa4，B相桥臂的功率开关器件记为Sb1、Sb2、Sb3、Sb4；根据桥臂的开关函数功率开关器件可分为以下四种模态：即P态、+O态、‑O态、N态；以单功率开关器件故障和双功率开关器件故障统一分类，将桥臂的功率开关器件故障分为十种故障类型；当A相桥臂与B相桥臂的功率开关器件处于相同运行状态时，A相桥臂与B相桥臂的钳位电压对应关系如下：A相桥臂的P态与B相桥臂的N态相同，A相桥臂的+O态与B相桥臂的‑O态相同，A相桥臂的‑O态与B相桥臂的+O态相同，A相桥臂的N态与B相桥臂的P态相同；而级联模块之间仅载波移相为π/N，N为级联模块个数，因此，级联的各模块在开关状态对应的情况下，A相桥臂的钳位电压均相同，B相桥臂的钳位电压也相同；步骤二、根据所述功率开关器件的四种模态，利用基尔霍夫电压定律分别对十种故障类型下的钳位电压以开关模态与钳位电压一一对应的方式分析每种故障类型的钳位电压，再按照四种开关模态对应的钳位电压组合建立故障数据库；由于电流过零处电压存在畸变，因此在电流过零处对检测系统设置死区，并对所述死区内的钳位电压关闭采样通道，保持进入该死区前一刻的采样，以保证检测结果的可靠性；根据驱动信号的传输延时与钳位电压采样延时不一致的特性，在主控制器的钳位电压锁定模块中加入延时单元，以保证钳位电压与驱动信号的逻辑组合能一一对应；步骤三、利用电压传感器对各桥臂的钳位电压进行实时检测，并通过A/D转换芯片将电压量转换为数字量反馈给主控制器；利用主控制器生成的驱动信号产生使能信号分别对所述的四种开关模态下的钳位电压进行锁定；将锁定的钳位电压组合与故障数据库中对应的钳位电压组合依次进行比较，最终输出故障诊断结果。