【技术实现步骤摘要】
基于新型滑模观测器的NPC逆变器多类故障诊断方法
本专利技术涉及故障诊断
，尤其涉及一种基于新型滑模观测器的NPC逆变器多类故障诊断方法。
技术介绍
化石能源的日渐枯竭带来了新能源发电领域的快速发展，逆变器作为新能源发电系统中的核心组成部分，在光伏、风电等系统中有着变流、调频、调压等重要作用。NPC逆变器因其具有输出功率大、输出电压、电流谐波小，开关器件承受的电压以及开关损耗减半等优势，被广泛应用到新能源发电系统。然而，NPC逆变器包含较多的功率开关管及电流传感器，且长期运行在高盐雾、高温、高电压及大电流状态下，因此NPC逆变器的功率开关管、电流传感器故障率较高，可靠性较低。为了保证NPC逆变器安全稳定的运行，要求对逆变器的功率开关管及电流传感器的故障诊断快速且可靠性高，避免由于逆变器长期运行在器件损坏的情况下带来的经济损失及安全事故。NPC逆变器的功率开关管故障分为开路故障和短路故障。因短路故障具有故障电流大、时间短等特点，所以短路故障难以被诊断，当前对其处理方式是在功率开关管中加入快速熔丝使其转化为开路故障...
【技术保护点】
1.一种基于新型滑模观测器的NPC逆变器多类故障诊断方法，该诊断方法涉及的NPC逆变器的拓扑结构包括直流电源、主逆变电路、三个相同的电流传感器、三个相同的电感、三个相同的负载电阻和控制模块；所述三个电流传感器分别记为电流传感器M
【技术特征摘要】
1.一种基于新型滑模观测器的NPC逆变器多类故障诊断方法，该诊断方法涉及的NPC逆变器的拓扑结构包括直流电源、主逆变电路、三个相同的电流传感器、三个相同的电感、三个相同的负载电阻和控制模块；所述三个电流传感器分别记为电流传感器Ma、电流传感器Mb和电流传感器Mc，所述三个相同的电感分别记为电感L1、电感L2和电感L3，所述三个相同的负载电阻记为负载电阻R1、负载电阻R2和负载电阻R3；
所述主逆变电路包括两个相同的支撑电容和三相桥臂，所述三相桥臂分别记为a相桥臂、b相桥臂、c相桥臂，每相桥臂包括4个带反向并联二极管的功率开关管，即三相桥臂共包括12个带反向并联二极管的功率开关管，12个二极管分别记为Vjn，其中，j表示桥臂的相，j＝a，b，c，n表示功率开关管的序号，n＝1，2，3，4，所述两个相同的支撑电容分别记为支撑电容C1，支撑电容C2；
所述支撑电容C1和支撑电容C2串联后连接在直流电源的直流正母线P与直流负母线Q之间，支撑电容C1和支撑电容C2的公共节点记为点O；所述a相桥臂、b相桥臂、c相桥臂相互并联在直流正母线P与直流负母线Q之间，即功率开关管Va1、Vb1、Vc1的输入端并联后连接直流正母线P，功率开关管Va4、Vb4、Vc4的输出端并联后连接直流负母线Q；在a相桥臂中，功率开关管Va1、Va2、Va3和Va4顺序串联，在b相桥臂中，功率开关管Vb1、Vb2、Vb3和Vb4顺序串联，在c相桥臂中，功率开关管Vc1、Vc2、Vc3和Vc4顺序串联；
所述开关管Va2的输出端顺序串联电流传感器Ma、电感L1后与负载电阻R1的输入端连接，开关管Vb2的输出端顺序串联电流传感器Mb、电感L2后与负载电阻R2的输入端连接，开关管Vc2的输出端顺序串联电流传感器Mc、电感L3后与负载电阻R3的输入端连接，负载电阻R1、负载电阻R2、负载电阻R3的输出端并联后接地；
所述控制模块的输入端分别连接电流传感器Ma、电流传感器Mb、电流传感器Mc，所述控制模块的输出端分别连接12个功率开关管Vjn；
其特征在于，所述多类故障诊断方法的具体步骤如下：
步骤1，通过电流传感器Ma、电流传感器Mb、电流传感器Mc检测NPC逆变器的三相输出电流ia、ib、ic，采样直流电源的电压Udc；
步骤2，对步骤1检测得到的三相输出电流ia、ib、ic进行坐标变换得到两相静止坐标下的两相输出电流αβ分量iα、iβ，并建立NPC逆变器在两相静止坐标系下的电流状态方程，其表达式为：
其中，
为两相输出电流αβ分量iα、iβ的导数；
A为系数矩阵1，其中，R为三个相同的负载电阻R1、负载电阻R2、负载电阻R3的阻值，L为三个相同的电感L1、电感L2、电感L3的电感值；
B为系数矩阵2，...
【专利技术属性】
技术研发人员：许水清，王巨兴，黄文展，陶松兵，冯莉，马铭遥，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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