[发明专利]一种功率组件故障记录诊断系统及方法

说明书

本发明公开了一种功率组件故障记录诊断系统及方法，系统包括：功率组件和控制电路。主控单元通过采样单元实时获取电压、温度和电流传感器采集的信号。控制电路包括主控单元，以及与主控单元相连的采样、接口和故障存储单元。当主控单元检测到功率组件发生故障，将故障发生前后功率模块的电压、温度和电流数据及故障状态信息、输入PWM脉冲数据保存至故障存储单元。外部的上位机通过接口单元、主控单元访问故障存储单元，读出故障发生前后的电压、温度、电流信号波形，以及故障状态信息、输入PWM脉冲数据，以分析、定位和排除功率组件故障。本发明能够解决变流器功率组件发生故障时，无法复现故障时刻的条件，并准确定位故障原因的技术问题。

技术领域

本发明涉及电气元件故障诊断领域，尤其是涉及一种变流器功率组件故障记录及在线诊断系统及方法。

背景技术

变流器是电源系统的电压、频率、相数和其他电量或特性发生变化的电气设备，广泛应用于电子电气系统领域。目前，变流器功率组件发生故障时，由于无法复现故障时刻的环境和条件，因而无法准确地定位故障发生的原因。在现有技术中，与本发明申请较为相近的主要有如下技术方案：

文献1为由同济大学于2013年03月26日申请，并于2013年07月31日公开，公开号为CN103226185A的中国发明专利《一种基于谐波监测的变流器功率模块在线故障诊断方法》。该发明专利通过在线监测并分析变流器在某一个或多个工作点运行时电压或电流低次谐波长期变化的趋势，诊断变流器功率模块当前运行的健康状态、预测其剩余寿命并在故障发生前及时预警并停机。该专利通过监测变流器端部电气变量低次谐波的变化获取器件结温变化信息，通过比较变流器谐波初始特性与当前谐波特性，计算变流器当前健康状态指数并根据当前谐波变化特点判断故障类型。但是，该专利只是给出了一种功率模块通过结温变化进行故障预测，并没有给出故障时刻故障信息记录及实现的方法。由于变流器模块运行在高开关频率下，电磁环境很差，对于通过提取电流信号谐波，并按照谐波特性来判断故障，有很大的误差，不能准确锁定故障信息，并且对处理器处理能力要求非常高。

文献2为日本三菱电机株式会社于2014年02月19日申请，并于2015年11月11日公开，公开号为CN105052030A的中国发明专利申请《功率模块》。该发明申请采用温度传感器，设置于多个半导体芯片的周边；一个A/D转换器，将来自温度传感器的输出变换为数字信号；根据从A/D 转换器输出的表示温度的信号，诊断功率模块的寿命。将AD诊断的结果的信号通过端子传输到外部。该发明申请功率模块，在功率模块IGBT芯片周围放置温度传感器芯片，通过AD转换器将温度信号变换成数字信号，通过检测IGBT芯片温度，诊断功率模块的寿命。但是，该发明申请只是检测温度信号，并将温度信号实时传输出去，通过温度信号反馈检测功率模块寿命，由于检测信号单一并不能完全确定故障类型，同时不能实现故障时刻温度信号故障存储及通过在线访问。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种功率组件故障记录诊断系统及方法，解决当变流器功率组件发生故障时，无法复现故障时刻的条件，无法准确定位故障原因的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种功率组件故障记录诊断系统的技术实现方案，一种功率组件故障记录诊断系统，包括：功率组件，及与所述功率组件相连的控制电路；

所述功率组件包括：

功率模块；

用于采集所述功率模块电压信号的电压传感器；

用于采集所述功率模块温度信号的温度传感器；

以及采集所述功率模块电流信号的电流传感器；

所述控制电路包括主控单元，以及与所述主控单元相连的采样单元、接口单元和故障存储单元；

所述主控单元通过所述采样单元实时获取所述电压传感器、温度传感器和电流传感器采集的信号；