【技术实现步骤摘要】
一种双级矩阵变换器的故障诊断方法
本专利技术属于电力电子变换器的故障诊断
，具体地说，是一种双级矩阵变换器的故障诊断方法。
技术介绍
双级矩阵变换器是一种绿色电力电子变换器，具有电路紧凑、功率密度高、输入输出波形正弦、输入功率因数可调、能量双向流动，换流策略安全可靠等一系列优点。因此，它被广泛应用于航空航天，风力发电系统、电动汽车等领域。任何电力电子设备在运行期间都有可能发生故障，为了使其长期安全稳定运行得，电力电子变换器的稳定性和可靠性应满足较高的要求。由于双级矩阵变换器的功率器件较多，且无中间储能环节，一旦其功率开关发生开路故障，将影响系统的正常运行，如果不及时检测和处理，会引发二次故障，严重影响电力电子设备的寿命。因此，研究双级矩阵变换器的故障诊断技术十分必要。目前，本领域针对矩阵变换器的故障诊断方法多以直接矩阵变换器为实验对象，而双级矩阵变换器的诊断方法研究较少，并且主要以电压法为主，电压法虽然诊断速度快，精度高，但是需要添加额外的电压传感器，使得成本更高，从而限制了其应用场合；而电流法因为利用的相电流共享的电...
【技术保护点】
1.一种双级矩阵变换器的故障诊断方法，所述的双级矩阵变换器包括整流级和逆变级；整流级是由S
【技术特征摘要】
1.一种双级矩阵变换器的故障诊断方法，所述的双级矩阵变换器包括整流级和逆变级；整流级是由Sr1、Sr2、Sr3、Sr4、Sr5、Sr6六个双向功率开关组成的三相整流电路，三相输入电压划分为六个区间，区间用N表示，N∈{1，2，3，4，5，6}，采用无零矢量空间矢量调制；所述的逆变级是由Si1、Si2、Si3、Si4、Si5、Si6六个功率开关组成的三相逆变电路，采用电压空间矢量调制；其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤一：分别计算双级矩阵变换器的线线电流状态残差Δiab、Δibc、Δica以及直流母线电压有效值Vdrms；
步骤二：将步骤一中状态残差的绝对值与设定阈值Ith进行比较，若其中至少一个大于Ith，则判定双级矩阵变换器功率开关发生开路故障，并分别计算百分比函数K0、K1、K2、K3，进入步骤三；若其均小于Ith，则判定双级矩阵变换器正常，百分比函数K0、K1、K2、K3均等于0，返回步骤一；
步骤三：将步骤一中的Vdrms与设定阈值Vth1进行比较，若Vdrms小于Vth1，则判定整流级功率开关发生开路故障，进入步骤四；若Vdrms大于或等于Vth1，进入步骤五；
步骤四：将K1与设定阈值Kth2进行比较，若K1大于或等于Kth2，则记录当前整流级区间N，根据第一类整流级区间与双向功率开关的对应关系定位整流级发生故障的功率开关；若K1小于Kth2，进入步骤五；
步骤五：将K0设定阈值Kth1进行比较，若K0大于或等于Kth1，则记录当前整流级区间N，根据第二类整流级区间与双向功率开关的对应关系定位整流级发生开路故障的开关；若K0小于Kth1，进入步骤六；
步骤六：将K2设定阈值Kth1进行比较，若K2大于或等于Kth1，则记录当前整流级区间N，根据第三类整流级区间与双向功率开关的对应关系定位整流级发生开路故障的开关；若K2小于Kth1，返回步骤二；
步骤七：将K3与设定阈值Kth1进行比较，若K3大于或等于Kth1，则判定逆变级功率开关发生开路故障，根据线线电流状态残差的故障特征与逆变级功率开关的对应关系定位逆变级发生开路故障的功率开关；若K3小于Kth1，则返回步骤二。
2.根据权利要求1所述的一种双级矩阵变换器的故障诊断方法，其特征在于：所述步骤一中的线线电流状态残差Δiab、Δibc、Δica的计算过程如下：
其中iab、ibc、ica分别表示双级矩阵变换器三相输出负载的线线电流，ia、ib、ic分别表示双级矩阵变换器的三相输出负载相电流，是双级矩阵变换器混杂系统观测器的线线电流估计值；的计算过程如下：
根据状态方程获取双级矩阵变换器线线电流估计值
其中是三相输出负载线线电流估计值对时间的导数；
状态系数矩阵中的R和L是双级矩阵变换器三相输出负载的电阻和电感；
和是系统的离散输入向量，其中sr1、sr2、sr3、sr4、sr5、sr6分别是整流级双向功率开关Sr1、Sr2、Sr3、Sr4、Sr5、Sr6的驱动信号，si1、si2、s...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘闯，申九阳，王汝田，郭东波，蔡国伟，
申请(专利权)人：东北电力大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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