[发明专利]一种单相并联逆变器的故障诊断方法

权利要求书

1.一种单相并联逆变器的故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据单相并联逆变器的拓扑结构，开关管触发信号的状态以及输入电流的流向，建立混合系统的混合逻辑动态MLD模型；

S2、根据MLD模型建立龙伯格观测器，得到系统的状态空间表达式；

S3、通过龙伯格观测器得到系统每个逆变器单元输出电流的观测值，从而得到系统环流的观测值；

S4、将系统环流的实际值与观测值进行比较，得到残差信号；

S5、对不同开关管发生开路故障时的残差信号进行分析；

S6、设定阈值消除实际系统中其他因素对故障诊断结果造成的影响，从而定位出故障的开关管；

所述步骤S1建立混合逻辑动态模型的步骤具体如下：

S11、假设三个逻辑变量S_ai、S_bi、α分别为：

上式中，i_oN为第N个逆变器单元(N＝1,2，…n)的输出电流；i代表第i个逆变器单元，j代表开关管的编号,下文中i、j的意义与此相同，S_ij、D_ij分别为IGBT及其反并联二极管的编号；同时，设S_ij＝1时，对应IGBT开启；当S_ij＝0时，对应IGBT关闭；

S12、经过分析及逻辑化简，可得：

其中，上标“﹣”表示逻辑变量的逻辑非；

得到H桥的输出电压U_aibi为：

其中，U_dci为第i个逆变器单元的直流侧电压；

S13、再根据基尔霍夫定律，得到系统的MLD模型为：

其中，U_o为并联逆变器系统的输出电压，L₁、L₂分别为第一逆变器单元、第二逆变器单元的滤波电感，r₁、r₂分别为第一逆变器单元、第二逆变器单元的滤波电阻；C为滤波电容，R为并联逆变系统负载；

所述步骤S2中龙伯格观测器结构的数学模型为：

其中，x为系统的状态变量，y为系统的输出，u为系统的输入向量；A为系统的状态矩阵，B为系统的输入矩阵，C为输出矩阵；上标“·”为变量的微分，“^”为变量的观测值；

所得到的系统的状态空间表达式为：

2.根据权利要求1所述的一种单相并联逆变器的故障诊断方法，其特征在于，步骤S3中得到系统环流的观测值步骤为：

采集系统输出电流的实际值，从而得到系统环流的实际值i_c：

根据步骤S2所建立的龙伯格观测器，得到系统输出电流的观测值，从而得到系统环流的观测值为：

3.根据权利要求2所述的一种单相并联逆变器的故障诊断方法，其特征在于，步骤S4中残差信号ε表达式为

4.根据权利要求1所述的一种单相并联逆变器的故障诊断方法，其特征在于，所设定的阈值为0.6APA0.7A且-1.65ANA-1.55A；

其中，PA为残差信号正向幅值；NA为残差信号反向幅值。