[发明专利]双级矩阵变换器在反向发电状态时的开路故障检测方法

权利要求书

1.一种双级矩阵变换器在反向发电状态时的开路故障检测方法，所述双级矩阵变换器包括单向开关级和双向开关级，单向开关级与三相对称电压源相连，双向开关级依次与LC滤波器、三相对称负载相连，其特征在于，该开路故障检测方法包括：

(1)双向开关级的开关管开路故障检测方法：

首先，检测输出侧滤波电容电压，构造各相滤波电容电压误差信号：

式中，E_k为滤波电容电压误差信号；k相V_k^*为k相输出电压参考值的幅值，V_k为k相滤波电容电压的实际检测值；k∈{A,B,C}；

其次，判断E_k的绝对值是否大于设定的第一门槛值Thr1，若条件成立，则双向开关级的k相有开关管发生开路故障，并根据E_k的极性定位k相发生开路故障的开关管位置；

(2)单向开关级的开关管开路故障检测方法：

首先，分别检测单向开关级的零矢量作用时，直流母线两端的电势；

其次，判断直流母线两端电势的绝对值是否大于设定的第二门槛值Thr2，若条件成立，则判断发生开路故障，并将绝对值高于第二门槛值Thr2的直流母线m端电势E_m或n端电势E_n与三相对称电压源的电压对比，若E_m或E_n的相位与l相电源电压相差180°，l∈{U,V,W}，则与l相相连的上管或下管发生开路故障。

2.根据权利要求1所述的一种双级矩阵变换器在反向发电状态时的开路故障检测方法，其特征在于，双向开关级的开关管开路故障检测方法中，根据E_k的极性定位k相发生开路故障的开关管位置，具体为：

E_k>0时，k相上管发生开路故障；E_k<0时，k相下管发生开路故障。

3.根据权利要求1所述的一种双级矩阵变换器在反向发电状态时的开路故障检测方法，其特征在于，单向开关级的开关管开路故障检测方法中，单向开关级采用电压空间矢量调制算法，在单向开关级的零矢量作用时，三相对称电压源输入端同时与直流母线的m端或者n端相连，使得三个桥臂的上管同时保持闭合而下管同时保持断开、或者三个桥臂的下管同时保持闭合而上管同时保持断开；分别检测直流母线m端和n端的电势，若直流母线m端电势E_m的绝对值大于设定的第二门槛值Thr2，则三个桥臂的上管中有开关管发生开路故障；若直流母线n端的电势E_n的绝对值大于设定的第二门槛值Thr2，则三个桥臂的下管中有开关管发生开路故障。

4.根据权利要求1所述的一种双级矩阵变换器在反向发电状态时的开路故障检测方法，其特征在于，双向开关级的开关管开路故障检测方法中，定位发生开路故障的开关管位置的故障检测时间为：其中，T_o为双向开关级输出侧基波周期，T_{aff_sec}为受该开关管故障影响的扇区持续的时间。

5.根据权利要求1所述的一种双级矩阵变换器在反向发电状态时的开路故障检测方法，其特征在于，单向开关级的开关管开路故障检测方法中，定位发生开路故障的开关管位置的故障检测时间为：其中，T_s为一个开关周期。