[发明专利]开关磁阻直线电机功率变换器的可靠性评估方法

权利要求书

1.一种开关磁阻直线电机功率变换器可靠性定量评估方法，其特征在于：首先依据开关磁阻直线电机系统实际运行的需求，制定失效判别准则，其次，确定各故障下功率变换器的运行状态是否触发制定的失效判别准则，然后对功率变换器中各元器件依据功能进行分类，进而建立功率变换器的k-out-of-n:G模型，最后求解出功率变换器的可靠度和平均无故障时间。

2.如权利要求1所述的失效判定准则，其特征在于：只要开关磁阻直线电机有一相能够正常工作，就认为其功率变换器没有失效，否则功率变换器失效。

3.如权利要求1所述的确定各故障下功率变换器的运行状态是否触发制定的失效判别准则，其特征在于：针对开关磁阻直线电机不对称半桥功率变换器拓扑，当C1发生短路故障时，则功率变换器失效；当S1发生开路故障或S2发生开路故障或D1、D2发生短路或开路故障时，A相不能正常工作；当S3发生开路故障或S4发生开路故障或D3、D4发生短路或开路故障时，B相不能正常工作；当S5发生开路故障或S6发生开路故障或D5、D6发生短路或开路故障时，C相不能正常工作。

4.如权利要求1所述的对功率变换器中各元器件依据功能进行分类，进而建立功率变换器的k-out-of-n:G模型，其特征在于：C1组成DC模块，S1、S2、D1和D2组成DP1模块，S3、S4、D3和D4组成DP2模块，S5、S6、D5和D6组成DP3模块；由于DP1、DP2、DP3模块的功能具有等价性，可以合成一个模块PZ，当DC模块正常工作，并且PZ模块中存在一个及以上模块正常工作，则存在一相或多相可以正常工作，进而说明功率变换器没有失效，故DC模块和PZ模块是串联结构，因此可以建立开关磁阻直线电机功率变换器的k-out-of-n:G模型。

5.如权利要求1所述的求解出功率变换器的可靠度和平均无故障时间，其特征在于：根据所建立的k-out-of-n:G模型来求解开关磁阻直线电机功率变换器拓扑的可靠度，各模块的失效率为：

λ_DC＝λ_CSλ_C (1)

λ_DP1,DP2,DP3＝2λ_MOλ_M+2(λ_DO+λ_DS)λ_D (2)

由公式(1)可得：

R_DC(t)＝e^-0.349t (3)

R_DP1,DP2,DP3(t)＝e^-1.92t (4)

当DP1、DP2、DP3模块中存在一个及以上正常工作则功率变换器没有失效，可得PZ模块的可靠度为：

由于DC、PZ模块是串联结构，故开关磁阻直线电机功率变换器拓扑的可靠度函数为:

最后，计算得出开关磁阻直线电机功率变换器拓扑的平均无故障时间(MTTF)：