[发明专利]一种三电平级联逆变器的故障诊断装置及其诊断方法

摘要

本发明提供了一种三电平级联逆变器的故障诊断装置及其诊断方法，涉及电力电器故障诊断技术领域。该方法通过计算开路故障状态在满调制状态下一个桥臂的钳位电压平均值，建立故障数据库。将各桥臂钳位电压实时计算的平均值归算至满调制度，通过故障数据库进行归一化处理。对处理结果设定阈值，根据其是否满足阈值要求及调制波正半周对应钳位电压平均值与负半周对应钳位电压平均值的比较结果进行综合诊断。该方法仅计算在单管及双管故障状态下一个桥臂钳位电压的平均值，建立故障数据库，即可实现级联系统以桥臂为单元的实时故障诊断。对于既有级联逆变器为实现故障诊断仅需对各桥臂钳位点分别增加一个电压传感器，该方法对既有系统改动小成本低。

主权项

1.一种三电平级联逆变器的故障诊断装置，包括三电平级联逆变器，三电平级联逆变器的具体结构为N个三电平逆变器单元串联，单元1的1a端口与负载的L端口相连，单元1的1b端口与单元2的2a端口相连，单元2的2b端口与单元3的3a端口相连，以此类推；单元i的ia端口与i‑1单元的(i‑1)b端口相连，单元i的ib端口与单元i+1的(i+1)a端口相连，以此类推，单元N的Na端口与单元N‑1的(N‑1)b端口相连，单元N的Nb端口与负载G端相连，i∈[1,N]；其特征在于：对N个三电平逆变器单元A相桥臂和B相桥臂的钳位点并接电压传感器，以实现级联逆变器所有桥臂的状态监测；对于三电平逆变器单元i，A相桥臂的钳位点为dai点与cai点并接电压传感器Vi1，B相桥臂的钳位点为dbi点与cbi点并接电压传感器Vi2，i∈[1,N]；核心控制器FPGA独立运行产生驱动信号，该驱动信号通过驱动电路与桥臂功率开关器件Sa1、Sa2、Sa3、Sa4、Sb1、Sb2、Sb3和Sb4连接，控制级联逆变器的正常运行；同时，并接在A相桥臂钳位点的电压传感器Vi1和并接在B相桥臂钳位点的电压传感器Vi2采集三电平级联逆变器各单元桥臂钳位点的电压信号，将该电压信号输入AD芯片的模拟量输入端口，经过AD芯片的转换，AD的数字信号输出端口与核心控制器FPGA的IO端口连接，核心控制器FPGA将采集到的数字信号利用故障诊断程序对级联逆变器桥臂钳位点的电压量进行处理；核心控制器FPGA将故障诊断结果通过IO口传输至液晶显示屏，实时显示级联逆变器工作状态。