三相逆变器功率管断路故障定位方法、装置及设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了三相逆变器功率管断路故障定位方法，涉及逆变器的故障诊断技术领域。本发明专利技术主要针对三相三桥臂逆变器功率管，三相桥臂功率管发生故障时，故障相电流会在一个电周期内钳位在零；利用这一故障特征来实现对三相桥臂功率管故障的检测和定位。本发明专利技术通过建立中间变量；对中间变量离散点电流重构；对中间变量关于位置角积分；建立故障标识编码，检测更加精准，鲁棒性更强，成本更低。成本更低。成本更低。

【技术实现步骤摘要】
三相逆变器功率管断路故障定位方法、装置及设备


[0001]本专利技术涉及逆变器的故障诊断
，具体为三相逆变器功率管断路故障定位方法、装置及设备。

技术介绍

[0002]电力电子技术作为能源电力领域的重要分支之一，电压型逆器在其中具有电气能量变换的重要作用。但是，在能量变换的过程中，逆变器的功率管等关键部件的老化、过热、负荷过大引起的过载运行以及外界复杂工况环境等因素往往会带来较大的影响，甚至设备瘫疾。在国家电力系统故障诊断标准草案中，对于传感器、功率开关管、电容等失效故障，将其归为致命故障，根据调查结果显示，在电力设备故障中，34％的故障发生在半导体器件。
[0003]因此，需要采用更加完善的故障诊断技术对逆变器系统的故障检测和准确定位，最大程度的减小系统故障率，具有重大意义，为此，我们提出三相逆变器功率管断路故障定位方法、装置及设备。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供三相逆变器功率管断路故障定位方法、装置及设备，利用三相桥臂功率管发生故障时，故障相电流会在一个电周期内钳位在零这一故障特征来实现对三相桥臂功率管故障的检测和定位。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：三相逆变器功率管断路故障定位方法，包括：
[0006]将三相电流值经过Park变换得到同步旋转dq坐标系下的电流值，从而得到相电流模值；
[0007]对三相电流进行归一化处理，并对将归一化后的相电流与其绝对值分别进行运算得到中间变量s
n
、d/>n
；
[0008]采用关于s
n
对位置角θ的积分进行平均值计算，即并将固定长度为2π的窗口等分成固定的X份，对进行离散化计算；
[0009]利用k、k
‑
1时刻采集到的s
n
和θ，重构出丢失的s
n
离散点；
[0010]将重构的s
n
离散点进行滑动窗口求和计算，得到每次采样后的实时诊断变量S
N
数值，同理，采用同样的计算流程，得到实时的诊断变量D
N
数值；
[0011]对得到的S
N
和D
N
数据进行故障标识编码处理，用于快速获得三相桥臂功率管的故障信息。
[0012]进一步的，所述相电流模值具体可表示为：式中，i
d
和i
q
为d
‑
q轴电流。
[0013]进一步的，所述归一化后的相电流具体可表示为：
[0014][0015]式中，i
n
为定子相电流，n＝a，b，c。
[0016]进一步的，所述对相电流与其绝对值进行取和运算得到中间变量s
n
，具体为：
[0017]进一步的，所述对相电流与其绝对值进行取差运算得到中间变量d
n
，具体为：
[0018]进一步的，对进行离散化计算，具体为：
[0019][0020]其中，s
n
为中间变量，为中间变量，为归一化的定子相电流，n＝a，b，c；诊断变量S
N
为s
n
的平均值，N＝A，B，C；j＝0,1,...,X
‑
1，X取可以被360整除的数值。
[0021]进一步的，利用k、k
‑
1时刻采集到的s
n
和θ，重构出丢失的s
n
离散点，具体为：
[0022]当则在θ
k
至θ
k
‑1的闭区间内，存在Y个s
n
离散点，其中，为对向下取整；θ
k
为k时刻的位置角，利用下列公式求解出丢失的离散点数值：
[0023][0024]其中，θ
j
‑
z
为第j
‑
z个s
n
离散点的位置角；
[0025]进一步的，对得到的S
N
和D
N
数据进行故障标识编码处理，具体如下：
[0026]以S
A
和D
A
为例：
[0027][0028][0029]同理可得其余两相δ和γ，设置故障标识码：
[0030]ζ＝25δ
A
+24δ
B
+23δ
C
+22γ
A
+21γ
B
+20γ
C
。
[0031]根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种三相逆变器功率管断路故障定位装置，包括：
[0032]转换模块，用于将三相电流值经过Park变换得到同步旋转dq坐标系下的电流值，从而得到相电流模值；
[0033]处理模块，用于对三相电流进行归一化处理，并对将归一化后的相电流与其绝对值分别进行运算得到中间变量s
n
、d
n
；
[0034]第一计算模块，用于采用关于s
n
对位置角θ的积分进行平均值计算，即并将固定长度为2π的窗口等分成固定的X份，对进行离散化计算；
[0035]重构离散点模块，用于利用k、k
‑
1时刻采集到的s
n
和θ，重构出丢失的s
n
离散点；
[0036]第二计算模块，用于将重构的s
n
离散点进行滑动窗口求和计算，得到每次采样后的实时诊断变量S
N
数值，同理，采用同样的计算流程，得到实时的诊断变量D
N
数值；
[0037]故障标识模块，用于对得到的S
N
和D
N
数据进行故障标识编码处理，快速获得三相桥臂功率管的故障信息。
[0038]根据本专利技术的另一个方面，本专利技术提出一种终端设备，包括存储器、处理器及存储在存储器中并能够在处理器上运行的计算机程序，所述存储器中存储有能够在处理器上运行的计算机程序，所述处理器加载并执行计算机程序时，采用了所述的三相逆变器功率管断路故障定位方法。
[0039]本专利技术至少具备以下有益效果：
[0040]1.本专利技术的技术方案具有很强的鲁棒性，在变速变转矩的情况下不会误诊断；
[0041]2.本专利技术的技术方案无需安装额外的电压传感器，利用已知的电流即可获得中心点对地电压的真实数值；
[0042]3.本专利技术的技术方案可以实现对包括单管故障，单相双管故障，异相同侧双管故障和异相异侧双管故障在内的一共21种故障的定位。
[0043]当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0044]图1为基于电流信号的逆变器断路故障诊断原理图；
[0045]图2为电流重构计算流程图；
[0046]图3为重构的s
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.三相逆变器功率管断路故障定位方法，包括；将三相电流值经过Park变换得到同步旋转dq坐标系下的电流值，从而得到相电流模值；对三相电流进行归一化处理，并对将归一化后的相电流与其绝对值分别进行运算得到中间变量s
n
、d
n
；采用关于s
n
对位置角θ的积分进行平均值计算，即并将固定长度为2π的窗口等分成固定的X份，对进行离散化计算；利用k、k
‑
1时刻采集到的s
n
和θ，重构出丢失的s
n
离散点；将重构的s
n
离散点进行滑动窗口求和计算，得到每次采样后的实时诊断变量S
N
数值，同理，采用同样的计算流程，得到实时的诊断变量D
N
数值；对得到的S
N
和D
N
数据进行故障标识编码处理，用于快速获得三相桥臂功率管的故障信息。2.根据权利要求1所述的三相逆变器功率管断路故障定位方法，其特征在于：所述相电流模值具体可表示为：式中，i
d
和i
q
为d
‑
q轴电流。3.根据权利要求2所述的三相逆变器功率管断路故障定位方法，其特征在于：所述归一化后的相电流具体可表示为：式中，i
n
为定子相电流，n＝a，b，c。4.根据权利要求3所述的三相逆变器功率管断路故障定位方法，其特征在于，对相电流与其绝对值进行取和运算得到中间变量s
n
，具体为：5.根据权利要求3所述的三相逆变器功率管断路故障定位方法，其特征在于，对相电流与其绝对值进行取差运算得到中间变量d
n
，具体为：6.根据权利要求5所述的三相逆变器功率管断路故障定位方法，其特征在于，对进行离散化计算，具体为：其中，s
n
为中间变量，为中间变量，为归一化的定子相电流，n＝a，b，c；诊断变量S
N
为s
n
的平均值，N＝A，B，C；j＝0,1,...,X
‑
1，X取可以被360整除的数值。7.根据权利要求1所述的三相逆变器功率管断路故障定位方法，其特征在于，利用k、k
‑
1时刻采集到的s
n
和θ，重构出丢失的s
n
离散点，具体为：当则在θ

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，冒毅，王晓彤，季曾祯，延献宇，纪登宇，廖乙檠，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：