一种逆变器及其多管开路故障诊断系统及方法技术方案

本发明专利技术属于逆变器技术领域，具体涉及一种逆变器及其多管开路故障诊断系统及方法，包括：逆变器部分、滤波器部分和自诊断部分；所述滤波器部分对输入逆变器的信号进行滤波，同时对输入逆变器的信号进行滤波；所述自诊断部分信号连接于滤波部分，获取经过滤波器部分滤波后的输入信号以及经过滤波器部分滤波后的输出信号，通过信号分析，对逆变器进行自诊断，判断逆变器的运行状态；所述逆变器部分包括：三个并联的三相逆变器，分别为：第一三相逆变器、第二三相逆变器和第三三相逆变器。提升了逆变器的工作效率。虽然同时也增强了逆变器的辐射强度，但本发明专利技术利用增强的辐射强度进行这种逆变器的故障诊断，相较于现有技术，其诊断准确率更高。

【技术实现步骤摘要】
一种逆变器及其多管开路故障诊断系统及方法
本专利技术属于逆变器
，具体涉及一种逆变器及其多管开路故障诊断系统及方法。
技术介绍
逆变器是把直流电能(电池、蓄电瓶)转变成定频定压或调频调压交流电(一般为220V,50Hz正弦波)的转换器。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。广泛适用于空调、家庭影院、电动砂轮、电动工具、缝纫机、DVD、VCD、电脑、电视、洗衣机、抽油烟机、冰箱，录像机、按摩器、风扇、照明等。在国外因汽车的普及率较高外出工作或外出旅游即可用逆变器连接蓄电池带动电器及各种工具工作。通过点烟器输出的车载逆变是20W、40W、80W、120W到150W功率规格。再大一些功率逆变电源要通过连接线接到电瓶上。把家用电器连接到电源转换器的输出端就能在汽车内使用各种电器。可使用的电器有：手机、笔记本电脑、数码摄像机、照像机、照明灯、电动剃须刀、CD机、游戏机、掌上电脑、电动工具、车载冰箱及各种旅游、野营、医疗急救电器等。简单地说，逆变器就是一种将低压(12或24伏或48伏)直流电转变为220伏交流电的电子设备。因为通常是将220伏交流电整流变成直流电来使用，而逆变器的作用与此相反，因此而得名。处在一个“移动”的时代，移动办公，移动通讯，移动休闲和娱乐。在移动的状态中，不但需要由电池或电瓶供给的低压直流电，同时更需要在日常环境中不可或缺的220伏交流电，逆变器就可以满足需求。作为以往的逆变器的故障诊断装置及故障诊断方法，已知在将逆变器的开关元件进行了PffM驱动时，作为与电机的中性点对应的虚拟中性点的电压，基于将逆变器的各相的输出电压合成所得的合成电压，诊断逆变器的故障的技术(例如，参照专利文献I)。在这样的技术中，由于逆变器的各相的输出电压为矩形波状，所以利用将合成电压的信号通过具有截止频率比PWM载波频率低的低通特性的滤波器，从合成电压的信号中提取直流分量，使用该直流分量的值诊断在逆变器中是否发生故障。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种逆变器及其多管开路故障诊断系统及方法，其通过对逆变器本身进行改进，使得逆变器的输出电压强度和电流强度都显著提升，提升了逆变器的工作效率。虽然同时也增强了逆变器的辐射强度，但本专利技术利用增强的辐射强度进行这种逆变器的故障诊断，相较于现有技术，其诊断准确率更高。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种逆变器，包括：逆变器部分、滤波器部分和自诊断部分；所述滤波器部分对输入逆变器的信号进行滤波，同时对输入逆变器的信号进行滤波；所述自诊断部分信号连接于滤波部分，获取经过滤波器部分滤波后的输入信号以及经过滤波器部分滤波后的输出信号，通过信号分析，对逆变器进行自诊断，判断逆变器的运行状态；所述逆变器部分包括：三个并联的三相逆变器，分别为：第一三相逆变器、第二三相逆变器和第三三相逆变器；每一个逆变器均包括：供电单元；平滑滤波单元，与供电单元并联连接；多个半导体开关，与供电单元并联连接；参考频率计算单元，用于计算第一至第三三相逆变器中的每一个的参考频率；参考电压计算单元，用于计算每一三相逆变器的参考电压；电压校正单元，用于将校正电压与由参考电压计算单元所计算的参考电压相加，所述校正电压具有为参考频率至少五倍高的频率；所述平滑滤波单元对输入逆变器的信号进行平滑滤波，具体过称为：通过如下公式，计算每一个三相逆变器的A相电流：通过如下公式，计算每一个三相逆变器的B相电流：进而对输入信号在每个相位进行如下调整：在A相乘以调整系数ke；在B相乘以调整系数kd；其中：进一步的，所述滤波器部分包括：高通滤波单元，用于提取信号的基波信号；零相位滤波单元，用于接收高通滤波单元的输出信号，并对其进行二次滤波；第一控制单元，用于对高通滤波单元的幅频特性曲线进行拟合，得到幅值增益与频率的关系，进行幅值补偿。进一步的，所述自诊断部分包括：电压检测单元，用于检测各个逆变器的各相的输出电压；控制单元，用于控制构成各个逆变器的半导体开关导通和截止；以及运行状态状况判定单元，所述运行状态状况判定单元操作控制单元而使一个逆变器中的指定半导体开关导通以在所述一个逆变器中的任意两相之间构成闭合电路，并使其他逆变器的所有相的半导体开关设备截止，在包括所述一个逆变器的多个逆变器的输出电压值之间进行比较，其中各个输出电压值分别是各个逆变器的各相的输出电压且由所述电压检测单元检测，并且在比较结果的基础上作出关于运行状态是否正确的判定。一种逆变器的多管开路故障诊断系统，所述系统包括：信号采集单元，采集逆变器的滤波器部分的输入信号和输出信号；信号处理单元，用于将采集到的信号进行预处理；故障诊断单元，用于进行数据建模，对模型进行训练，利用建立的模型进行故障分析，包括：当模型训练结束后，采用如下公式，计算模型生成的运行状态量与自诊断部分的运行状态量之间的偏移，即得到R2得分，得分越高，表示逆变器运行状态越好：其中y代表模型生成的运行状态量；代表原有的运行状态量；nsamples代表进入模型的样本量大小。进一步的，所述信号处理单元，用于将采集到的信号进行预处理包括：去除唯一属性、处理缺失值和异常值检测及处理；同时，进行信号规约处理，包括：去平均值、计算协方差矩阵、计算协方差矩阵的特征值与特征向量、对特征值从大到小排序、保留最大的k个特征向量、将信号转换到k个特征向量构建的新空间中；最后得处理后的新的信号，这些信号之间两两不相干，保持原有的信息；信号标准化单元，进行信号标准化处理，将信号按比例缩放，使之落入一个小的特定区间；其中，使用如下的转换函数，对信号进行线性变换，使结果落到[0,1]区间，转换函数如下：其中，x*为信号标准化处理后的结果；x为待处理的信号；min为信号中的最小值；max为信号中的最大值。进一步的，所述逆变器的滤波器部分包括：高通滤波单元，用于提取信号的基波信号；零相位滤波单元，用于接收高通滤波单元的输出信号，并对其进行二次滤波；第一控制单元，用于对高通滤波单元的幅频特性曲线进行拟合，得到幅值增益与频率的关系，进行幅值补偿。进一步的，所述自诊断部分包括：电压检测单元，用于检测各个逆变器的各相的输出电压；控制单元，用于控制构成各个逆变器的半导体开关导通和截止；以及运行状态状况判定单元，所述运行状态状况判定单元操作控制单元而使一个逆变器中的指定半导体开关导通以在所述一个逆变器中的任意两相之间构成闭合电路，并使其他逆变器的所有相的半导体开关设备截止，在包括所述一个逆变器的多个逆变器的输出电压值之间进行比较，其中各个输出电压值分别是各个逆变器的各相的输出电压且由所述电压检测单元检测，并且在比较结果的基础上作出关于运行状态是否正确的判定。一种逆变器的多管开路故障诊断方法，所述方法执行以下步骤：信号采集单元，采集逆变器的滤波器部分的输入信号和输出信号；信号处理单元，将采集到的信号进行预处理；故障诊断单元，用于进行数据建模，对模型进行训练，利用建立的模型进行故障分析，包括：当模型训练结束后，采用如下公式，计算模型生成的运行状态量与实时的运行状态量之间的偏移，即得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种逆变器，包括：逆变器部分、滤波器部分和自诊断部分；所述滤波器部分对输入逆变器的信号进行滤波，同时对输入逆变器的信号进行滤波；所述自诊断部分信号连接于滤波部分，获取经过滤波器部分滤波后的输入信号以及经过滤波器部分滤波后的输出信号，通过信号分析，对逆变器进行自诊断，判断逆变器的运行状态；其特征在于，所述逆变器部分包括：三个并联的三相逆变器，分别为：第一三相逆变器、第二三相逆变器和第三三相逆变器；每一个逆变器均包括：供电单元；平滑滤波单元，与供电单元并联连接；多个半导体开关，与供电单元并联连接；参考频率计算单元，用于计算第一至第三三相逆变器中的每一个的参考频率；参考电压计算单元，用于计算每一三相逆变器的参考电压；电压校正单元，用于将校正电压与由参考电压计算单元所计算的参考电压相加，所述校正电压具有为参考频率至少五倍高的频率；所述平滑滤波单元对输入逆变器的信号进行平滑滤波，具体过称为：通过如下公式，计算每一个三相逆变器的A相电流：

【技术特征摘要】
1.一种逆变器，包括：逆变器部分、滤波器部分和自诊断部分；所述滤波器部分对输入逆变器的信号进行滤波，同时对输入逆变器的信号进行滤波；所述自诊断部分信号连接于滤波部分，获取经过滤波器部分滤波后的输入信号以及经过滤波器部分滤波后的输出信号，通过信号分析，对逆变器进行自诊断，判断逆变器的运行状态；其特征在于，所述逆变器部分包括：三个并联的三相逆变器，分别为：第一三相逆变器、第二三相逆变器和第三三相逆变器；每一个逆变器均包括：供电单元；平滑滤波单元，与供电单元并联连接；多个半导体开关，与供电单元并联连接；参考频率计算单元，用于计算第一至第三三相逆变器中的每一个的参考频率；参考电压计算单元，用于计算每一三相逆变器的参考电压；电压校正单元，用于将校正电压与由参考电压计算单元所计算的参考电压相加，所述校正电压具有为参考频率至少五倍高的频率；所述平滑滤波单元对输入逆变器的信号进行平滑滤波，具体过称为：通过如下公式，计算每一个三相逆变器的A相电流：通过如下公式，计算每一个三相逆变器的B相电流：进而对输入信号在每个相位进行如下调整：在A相乘以调整系数ke；在B相乘以调整系数kd；其中：


2.如权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述滤波器部分包括：高通滤波单元，用于提取信号的基波信号；零相位滤波单元，用于接收高通滤波单元的输出信号，并对其进行二次滤波；第一控制单元，用于对高通滤波单元的幅频特性曲线进行拟合，得到幅值增益与频率的关系，进行幅值补偿。


3.如权利要求2所述的逆变器，其特征在于，所述自诊断部分包括：电压检测单元，用于检测各个逆变器的各相的输出电压；控制单元，用于控制构成各个逆变器的半导体开关导通和截止；以及运行状态状况判定单元，所述运行状态状况判定单元操作控制单元而使一个逆变器中的指定半导体开关导通以在所述一个逆变器中的任意两相之间构成闭合电路，并使其他逆变器的所有相的半导体开关设备截止，在包括所述一个逆变器的多个逆变器的输出电压值之间进行比较，其中各个输出电压值分别是各个逆变器的各相的输出电压且由所述电压检测单元检测，并且在比较结果的基础上作出关于运行状态是否正确的判定。


4.一种基于权利要求1至3之一所述逆变器的多管开路故障诊断系统，其特征在于，所述系统包括：信号采集单元，采集逆变器的滤波器部分的输入信号和输出信号；信号处理单元，用于将采集到的信号进行预处理；故障诊断单元，用于进行数据建模，对模型进行训练，利用建立的模型进行故障分析，包括：当模型训练结束后，采用如下公式，计算模型生成的运行状态量与自诊断部分的运行状态量之间的偏移，即得到R2得分，得分越高，表示逆变器运行状态越好：其中y代表模型生成的运行状态量；代表原有的运行状态量；nsamples代表进入模型的样本量大小。


5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述信号处理单元，用于将采集到的信号进行预处理包括：去除唯一属性、处理缺失值和异常值检测及处理；同时，进行信号规约处理，包括：去平均值、计算协方差矩阵、计算协方差矩阵的特征值与特征向量、对特征值从大到小排序、保留最大的k个特征向量、将信号转换到k个特征向量构建的新空...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴秀富，
申请(专利权)人：杭州伍暨通信设备有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33