[发明专利]一种中点钳位型单相三电平逆变器开路故障诊断方法

权利要求书

1.一种中点钳位型单相三电平逆变器开路故障诊断方法，其特征在于，所述中点钳位型单相三电平逆变器包括功率三极管S₁~S₈，续流二极管D₁~D₄，直流侧电压U_d，电容C₁和C₂，其中，开关管S₁、S₅的集电极与电容C₁的阳极、直流电压源U_d的正极相连; 电容C₁的阴极、电容C₂的阳极与续流二极管D₁、D₃的阳极、续流二极管D₂、D₄的阴极相连；开关管S₄、S₈的发射极与电容C₂的阴极、直流电压源U_d的负极相连;开关管S₁的发射极、开关管S₂的集电极与续流二极管D₁的阴极相连;开关管S₂的发射极、开关管S₃的集电极与阻感负载电感端相连;开关管S₃的发射极、开关管S₄的集电极与续流二极管D₂的阳极相连;开关管S₅的发射极、开关管S₆的集电极与续流二极管D₃的阴极相连;开关管S₆的发射极、开关管S₇的集电极与阻感负载电阻端相连;开关管S₇的发射极、开关管S₈的集电极与续流二极管D₄的阳极相连；将中点钳位型单相三电平逆变器的两桥臂记为左桥臂和右桥臂，左桥臂中点钳位电流按照电流传感器参考电流正方向一次穿入电流传感器，右桥臂中点钳位电流按照电流传感器参考电流负方向两次穿入电流传感器，电流传感器检测值即为两桥臂中点钳位总线电流信息，根据正常情况下两桥臂开关状态、相电流及电流传感器检测电流理论值之间的对应关系在线获得实时开关状态下的电流传感器检测电流理论值，当电流传感器检测电流实际值与理论计算值出现偏差时，即判断开路故障发生，根据相电流不同极性时电流传感器检测电流实际值与不同功率管开路故障情况对应关系定位故障器件，实现单相三电平逆变器开路故障诊断；开路故障诊断流程包括如下步骤：

1)检测单相三电平逆变器两桥臂的开关状态，记左右桥臂的开关状态分别为S_A和S_B，相电流值为i_ph，根据S_A、S_B和i_ph计算电流传感器检测的中点钳位总线电流理论值，具体为：

当S_A=S_B=1时，电流传感器理论值为0；

当S_A=1，S_B=0时，电流传感器理论值为2i_ph；

当S_A=1，S_B=-1时，电流传感器理论值为0；

当S_A=0，S_B=1时，电流传感器理论值为i_ph；

当S_A=S_B=0时，电流传感器理论值为3i_ph；

当S_A=0，S_B=-1时，电流传感器理论值为i_ph；

当S_A=-1，S_B=1时，电流传感器理论值为0；

当S_A=-1，S_B=0时，电流传感器理论值为2i_ph；

当S_A=S_B=-1时，电流传感器理论值为0；

2) 将实时获得的电流传感器实际检测值与步骤1)中的理论值比较，当电流实际值与理论值出现偏差时，判断开路故障发生；

3) 判断相电流极性，依据开路故障器件定位规则定位故障器件，具体为：

当相电流极性为正且S_A=S_B=1时，若电流传感器实际检测电流值为i_ph，故障器件判断为S₁；

当相电流极性为正且S_A=1，S_B=0时，若电流传感器实际检测电流值为3i_ph，故障器件判断为S₁，若电流传感器实际检测电流值为0，故障器件判断为S₇；

当相电流极性为正且S_A=1，S_B=-1时，若电流传感器实际检测电流值为i_ph，故障器件判断为S₁，若电流传感器实际检测电流值为2i_ph，故障器件判断为S₈；

当相电流极性为正且S_A=0，S_B=1时，若电流传感器实际检测电流值为0，故障器件判断为S₂；

当相电流极性为正且S_A=S_B=0时，若电流传感器实际检测电流值为2i_ph，故障器件判断为S₂，若电流传感器实际检测电流值为i_ph，故障器件判断为S₇；

当相电流极性为正且S_A=0，S_B=-1时，若电流传感器实际检测电流值为0，故障器件判断为S₂，若电流传感器实际检测电流值为3i_ph，故障器件判断为S₈；

当相电流极性为正且S_A=-1，S_B=0时，若电流传感器实际检测电流值为0，故障器件判断为S₇；

当相电流极性为正且S_A=S_B=-1时，若电流传感器实际检测电流值为2i_ph，故障器件判断为S₈；

当相电流极性为负且S_A=S_B=1时，若电流传感器实际检测电流值为2i_ph，故障器件判断为S₅；

当相电流极性为负且S_A=1，S_B=0时，若电流传感器实际检测电流值为0，故障器件判断为S₆；

当相电流极性为负且S_A=0，S_B=1时，若电流传感器实际检测电流值为0，故障器件判断为S₃，若电流传感器实际检测电流值为3i_ph，故障器件判断为S₅；

当相电流极性为负且S_A=S_B=0时，若电流传感器实际检测电流值为2i_ph，故障器件判断为S₃，若电流传感器实际检测电流值为i_ph，故障器件判断为S₆；

当相电流极性为负且S_A=0，S_B=-1时，若电流传感器实际检测电流值为0，故障器件判断为S₃；

当相电流极性为负且S_A=-1，S_B=1时，若电流传感器实际检测电流值为i_ph，故障器件判断为S₄，若电流传感器实际检测电流值为2i_ph，故障器件判断为S₅；

当相电流极性为负且S_A=-1，S_B=0时，若电流传感器实际检测电流值为3i_ph，故障器件判断为S₄，若电流传感器实际检测电流值为0，故障器件判断为S₆；

当相电流极性为负且S_A=S_B=-1时，若电流传感器实际检测电流值为i_ph，故障器件判断为S₄。