The invention relates to a fault diagnosis circuit for three level inverter multi mode and diagnostic method, acquisition of NPC three level inverter bridge arm of each phase of the middle and lower bridge arm voltage signal analysis to the fault characteristics of bridge arm voltage extraction module for fault feature extraction for evacuation neural network module, neural network module adopts the main measuring bridge arm voltage for the diagnosis of three level inverter with single arm open device includes 11 kinds of fault modes without fault; two auxiliary neural network module to measure the upper and lower bridge arm voltage for the diagnosis of three level inverter with single arm device open the other 4 kinds of failure modes, and through the combination of the three neural network module, common the diagnosis of three level inverter bridge arm of each phase of a single device open and multiple devices at the same time open multiple fault modes of total 13 species. The algorithm realizes the accurate localization to the fault device, and simplifies the algorithm structure, and avoids calculating the competition matrix, thereby reducing the amount of calculation and the memory requirement in the training, and the operation block has high diagnostic accuracy and strong anti-interference ability.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电力器件故障诊断技术,特别涉及一种具有多神经网络结构的中点钳位三电平逆变器多模式故障诊断电路及其诊断方法。
技术介绍
相对于传统的两电平逆变器,多电平逆变器具有输出电平数增加、更好的谐波频谱、器件所承受的电压应力小等优势,但是由于多电平电路使用了数量较多的开关器件,导致电路的可靠性相应降低,任何一个器件故障都有可能导致整个电路停止工作,甚至会影响到其他电路的安全,造成不可估量的经济损失。目前国内外针对二极管中点钳位(Neutral-PointClamped,NPC)三电平逆变器的故障诊断问题已开发不少技术方法。例如,分析NPC三电平逆变器在单个功率器件开路故障下的电路工作情况及故障表现形式,并由此提出根据检测逆变器输出侧PWM电压波形和输出电流极性来诊断功率管开路故障的故障诊断方案。该方法具有诊断迅速、可靠性高的优点,但其诊断结果并没有精确定位到某个器件,需要再进行人工查找。还有针对NPC逆变器单个功率器件开路故障,提出利用三相电流波形的电流轨迹方法来进行故障诊断技术,把每相的桥臂中点和直流电压中心点之间的电压(leg-voltage)和正常情况下的电压进行比较,利用比较结果进行单个功率器件故障的诊断。但是,这些技术基本上只考虑单个器件开路的故障模式。从可靠性角度看,单纯研究单个器件开路故障显然不够全面,因此,为了提高三电平逆变器的可靠性,本专利技术针对三电平逆变器单个功率器件开路和两个功率器件同时开路的多种故障模式,提出对逆变器的多个桥臂电压进行快速傅里叶变换,提取故障特征,并利用一个多神经网络的结构进 ...
【技术保护点】
一种三电平逆变器多模式故障诊断电路,其特征在于,NPC三电平逆变器电路、桥臂电压故障特征提取模块、主神经网络模块、两个辅助神经网络模块和故障确定显示模块,NPC三电平逆变器电路由上、中、下三个三相桥臂并联组成,桥臂电压故障特征提取模块分别采集三个三相桥臂的每相桥臂的电信号并进行处理,将采集的中桥臂信号进行故障特征提取后送主神经网络模块,将采集的上、下桥臂信号进行故障特征提取后分别送两个辅助神经网络模块,三个神经网络模块输出接故障确定显示模块,NPC三电平逆变器电路驱动三相负载,三电平逆变器每相由4 个IGBT功率元件串联组成,每个功率器件反并联1 个续流二极管,三相并联接直流电Ud,每相的中间两个串联IGBT功率元件上并联接两个串联的二极管,两个串联的二极管的中间点接直流电Ud的中间电压点(0),即Ud/2电压处,每相4 个串联IGBT功率元件的中间点(a、b、c)输出接对应三相负载,所述中桥臂电压信号为每相的中间点a、b、c与直流电Ud的中间电压点(0)之间的电压,所述上、下桥臂电压信号分别为两个串联的二极管上的电压。
【技术特征摘要】
1.一种三电平逆变器多模式故障诊断电路,其特征在于,NPC三电平逆变器电路、桥臂电压故障特征提取模块、主神经网络模块、两个辅助神经网络模块和故障确定显示模块,NPC三电平逆变器电路由上、中、下三个三相桥臂并联组成,桥臂电压故障特征提取模块分别采集三个三相桥臂的每相桥臂的电信号并进行处理,将采集的中桥臂信号进行故障特征提取后送主神经网络模块,将采集的上、下桥臂信号进行故障特征提取后分别送两个辅助神经网络模块,三个神经网络模块输出接故障确定显示模块,NPC三电平逆变器电路驱动三相负载,三电平逆变器每相由4个IGBT功率元件串联组成,每个功率器件反并联1个续流二极管,三相并联接直流电Ud,每相的中间两个串联IGBT功率元件上并联接两个串联的二极管,两个串联的二极管的中间点接直流电Ud的中间电压点(0),即Ud/2电压处,每相4个串联IGBT功率元件的中间点(a、b、c)输出接对应三相负载,所述中桥臂电压信号为每相的中间点a、b、c与直流电Ud的中间电压点(0)之间的电压,所述上、下桥臂电压信号分别为两个串联的二极管上的电压。
2.三电平逆...
【专利技术属性】
技术研发人员:华容,陈丹江,叶银忠,余朝章,乙福翔,
申请(专利权)人:上海应用技术学院,
类型:发明
国别省市:上海;31
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