[发明专利]一种机车逆变器功率管开路故障在线诊断方法

摘要

本发明公开了一种不需要对已有的机车系统进行改造或加装额外的传感器来获取其控制信号；不受谐波影响；不会受机车负载变化的影响，灵敏度更好，准确性更高，可靠性也更高的机车逆变器功率管开路故障在线诊断方法。它包括如下步骤，第一步：根据两相输出电流推导得到数学模型和故障比照图表；第二步：从机车上已有的电流传感器上获取需要进行诊断的机车逆变电源的两相输出电流ia和ib；第三步：对采集的电流数据进行滤波处理；第四步：合成电流轨迹图；第五步：对电流轨迹图进行辨识；当电流轨迹图呈现为完整椭圆时，诊断为功率管正常；当电流轨迹图呈现为非椭圆图形时，根据故障比照图表定位故障的功率管。

主权项

1.一种机车逆变器功率管开路故障在线诊断方法，其特征在于：它包括如下步骤，第一步：根据两相输出电流推导得到数学模型和故障比照图表，所述两相输出电流为三相输出电流ia、ib、ic中的任意两相；第二步：从机车上已有的电流传感器上获取需要进行诊断的机车逆变电源的两相输出电流ia和ib；第三步：对采集的电流数据进行滤波处理；第四步：合成电流轨迹图；第五步：对电流轨迹图进行辨识；当电流轨迹图呈现为完整椭圆时，诊断为功率管正常；当电流轨迹图呈现为非椭圆图形时，根据故障比照图表定位故障的功率管；步骤一中所述的数学模型的具体推导过程如下：先设定通过PWM控制信号控制三相逆变电源的各相上下桥臂功率管交替导通，逆变器的三相输出电流ia、ib，ic分别为幅值相等，相位互差120°的正弦波，可以表示为公式(1)如下：其中，Iam、Ibm，Icm分别为三相电流幅值，ω为电流角频率，Φ为a，b两相电流之间的相位差；令x＝ia(t),y＝ib(t)，则有公式(2)如下：上式可以写成公式(3)如下：整理式(3)，得到公式(4)如下：公式(4)对两边分别取正弦，可得到公式(5)如下：因为：将式(6)和式(7)代入式(5)，得到公式(8)如下：两边取平方，整理得到公式(9)如下：根据椭圆的一般方程，令由于因此，式(9)符合笛卡尔坐标系下椭圆的一般方程，椭圆的中心位于坐标原点，称之为a‑b轨迹，即反应功率管工作状态的电流轨迹图。