双级矩阵变换器在反向发电状态时的开路故障检测方法技术

本发明专利技术公开了一种双级矩阵变换器在反向发电状态时的开路故障检测方法，属于电力电子器件故障检测的技术领域。对于双向开关级，通过检测输出侧滤波电容电压，构造各相滤波电容电压误差信号，若大于设定的门槛值，则判断该相发生故障，并由误差信号的极性，定位双向开关级发生开路故障的开关管。对于单向开关级，检测单向开关级的零矢量作用时直流母线两端电势，若大于设定的门槛值，则判断发生故障，再将直流母线两端的电势分别与三相电源电压对比，即可定位发生故障的开关管。本发明专利技术检测思路简单，所需增加硬件电路少，具有较高的实用价值。

【技术实现步骤摘要】
双级矩阵变换器在反向发电状态时的开路故障检测方法
本专利技术涉及一种双级矩阵变换器在反向发电状态时的开路故障检测方法，属于电力电子器件故障检测的

技术介绍
双级矩阵变换器(TwoStageMatrixConverter，TSMC)是一种AC-AC变换器。由于其摒除了传统AC-AC变换器中直流母线上的储能电容，TSMC更易于集成化，且体积可仅为传统AC-AC变换器的三分之一，因而在航空航天等对变换器尺寸和重量有较高要求的场合成为一种选择。目前TSMC的调制多采用双空间矢量调制，使得系统具有输入功率因数可控、电压利用率高、每个开关周期内开关总次数较少等优点，同时有电压约束关系：其中，UIm、URm分别为单向开关级和双向开关级的相电压幅值，在反向发电系统中，UIm为输入电压，URm为输出电压，mc为双向开关级电流矢量调制比，mv为单向开关级电压矢量调制比，为双向开关级的功率因数。由于mc、mv均小于1，与常规的TSMC发电系统的降压模式相反，反向发电系统是一种升压式结构。在获得相同幅值电压的前提下，反向发电系统中功率管的电压应力较小，可靠性较高。为了使TSMC更能适应航空航天等运本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双级矩阵变换器在反向发电状态时的开路故障检测方法，所述双级矩阵变换器包括单向开关级和双向开关级，单向开关级与三相对称电压源相连，双向开关级依次与LC滤波器、三相对称负载相连，其特征在于，该开路故障检测方法包括：(1)双向开关级的功率管开路故障检测方法：首先，检测输出侧滤波电容电压，构造各相滤波电容电压误差信号：

【技术特征摘要】
1.一种双级矩阵变换器在反向发电状态时的开路故障检测方法，所述双级矩阵变换器包括单向开关级和双向开关级，单向开关级与三相对称电压源相连，双向开关级依次与LC滤波器、三相对称负载相连，其特征在于，该开路故障检测方法包括：(1)双向开关级的功率管开路故障检测方法：首先，检测输出侧滤波电容电压，构造各相滤波电容电压误差信号：式中，Ek为滤波电容电压误差信号；k相Vk*为k相输出电压参考值的幅值，Vk为k相滤波电容电压的实际检测值；k∈{A,B,C}；其次，判断Ek的绝对值是否大于设定的第一门槛值Thr1，若条件成立，则双向开关级的k相有开关管发生开路故障，并根据Ek的极性定位k相发生开路故障的开关管位置；(2)单向开关级的功率管开路故障检测方法：首先，分别检测单向开关级的零矢量作用时，直流母线两端的电势；其次，判断直流母线两端电势的绝对值是否大于设定的第二门槛值Thr2，若条件成立，则判断发生开路故障，并将直流母线两端的电势分别与三相电压源的电压对比，以定位发生开路故障的开关管位置。2.根据权利要求1所述的一种双级矩阵变换器在反向发电状态时的开路故障检测方法，其特征在于，双向开关级的功率管开路故障检测方法中，根据Ek的极性判断k相发生开路故障的开关管位置，具体为：Ek>0时，k相上管发生开路故障；Ek<0时，k相下管发生开路故障。3.根据权利要求1所述的一种双级矩阵变换器在反向...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱奕琦，周波，雷家兴，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32