面向残差评价的中点钳位型逆变器开路故障诊断方法

作     者：陈超波 代佳伟 孙天誉 张彬彬 高嵩 Chen Chaobo;Dai Jiawei;Sun Tianyu;Zhang Binbin;Gao Song

作者机构：西安工业大学电子信息工程学院西安710021 西安工业大学机电工程学院西安710021 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2024年第39卷第21期

页      面：6877-6895页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家重点研发计划(2022YFE0123400) 陕西高校青年创新团队项目(自主无人系统智能化测试与协同控制创新团队)资助 

主　　题：中点钳位(NPC)型三电平三相逆变器 开路故障诊断 残差评价 阈值 诊断观测器 

摘      要：在基于解析模型的故障诊断系统中,为了显化残差信号所包含故障信息的能力,提出一种面向残差评价的中点钳位型三电平三相逆变器快速开路故障诊断方法。首先,构建诊断观测器获取三相电流观测值并通过观测矩阵计算电流残差;其次,通过引入基于范数的标准评价函数,计算残差性能指标与阈值,将残差转换为可用的特征信号并与阈值相比较实现高效实时的故障检测;再次,推导不同功率开关器件开路故障状态下的电流残差特性,并依据此特性实现精准的故障隔离;最后,在仿真平台及半实物实验平台上验证了该文所提算法的有效性与可行性。仿真与实验平台结果表明,相较于传统基于信号与知识的诊断方法,残差性能评价的引入使得诊断速度提高80%以上。针对NPC型三电平三相逆变器常见的四种开路故障情况,均可实现快速且精准的故障检测及定位。