申请/专利权人：河南理工大学

申请日：2021-09-26

公开（公告）日：2023-05-26

公开（公告）号：CN113866675B

主分类号：G01R31/52

分类号：G01R31/52;G01R31/327

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.05.26#授权;2022.01.21#实质审查的生效;2021.12.31#公开

摘要：本发明涉及电力故障诊断技术领域，公开了一种H桥逆变器短路故障推理方法，通过故障分类收集故障信息，由故障信息构建故障诊断表，并由最简诊断变量组确定逻辑函数，从而建立逻辑函数，由逻辑函数推断出单相桥逆变器开关管短路故障的位置。本方法对比基于数据或知识的故障推理方法，需要较少的故障信息数据，且更符合故障诊断准确性和快速性的要求，能够应对各种复杂短路环境下的短路故障。本发明可以准确快速推理出H桥逆变器中单一开关管短路故障并结合逻辑函数判断出故障发生的位置及其开关短路情况，表现出在少量故障数据的情况下对短路故障具有较强的推理能力，具有很强的实际操作意义。

主权项：1.一种H桥逆变器短路故障推理方法，其特征在于：所述H桥逆变器包括S1、S2、S3、S4四个桥臂，其中S1和S4为一对桥臂，S2和S3为一对桥臂，其中S1和S3为上桥臂，S2和S4为下桥臂；四个桥臂分别设有一个开关管；H桥逆变器四个桥臂上的开关管的短路故障推理方法包括以下步骤：步骤一、设置短路故障模式，获取H桥开关运行数据；1.1，定义单开关管短路故障类别，包括如下五类：S1开关管发生短路故障；S2开关管发生短路故障；S3开关管发生短路故障；S4开关管发生短路故障；无开关器件发生短路故障；1.2，在H桥逆变器主回路串联一个限流电阻Rlin，开关管短路电流iSC满足如下关系： 其中R0为开关管短路时的电路等效电阻；Ud为直流侧的电源电压；In为负载正常工作时流经开关管的电流值；Icm为开关管的额定电流值；1.3，为每个开关管设置2个短路周期，对应1.1中单开关管短路的五类故障类别共分5种故障模式；定义H桥逆变器开关周期Ts和数据采样周期T，其中m＝1,2,3…： 在故障模式下每类变量平均采集8m个数据，对于每个开关管电压导通状态vg1～vg4和桥臂电流i1～i4，共计64m个变量数据；定义为电流平均变量和电压平均变量，其中N表示开关管的开关编号：N＝1,2,3,4tn＝t1,t2,t3,t4…t8其中tn为采样时间，n＝1,2,3…8；k表示数据采样的次序： 步骤二、对冗余数据约简，确定最简变量组；当检测单个开关管上电流瞬时值i满足：i＞Ia瞬时电流i为短路电流且记作iSC否则为In，其中Ia＝1.2～1.6In，按照四种电路短路模态下的电压和电流建立故障数据库；2.1，根据上述8个平均变量5种故障类型，可得到以t1到t88个采样时间为行、vg1～vg4i1～i48个平均变量为列的原始故障数据表；其中α1、α2、α3、α4分别为i1～i4以采样时间排布的电流列向量；2.2，特征矩阵初等变换及属性约简：定义电流系数特征矩阵P：P＝[α1α2α3α4]进行有限次初等行变换 其中i、j分别表示P矩阵的第i、j行，最后得到最简行阶梯矩阵Q并与初始矩阵P行等价即： 矩阵P的秩可以表示为：rP＝rQ2.3，确定最简变量组定义矩阵P的秩为R：R＝rP秩R表示了电流变量组的最简电流数目，其变量组组数可以表示为： x表示电压或电流的总变量数目，对于H桥x取4；选择一种电流变量组作为特征提取的电流诊断变量，再和电压变量组合构成完备的最简诊断变量组合，得到最简故障诊断表；步骤三、基于智能逻辑的短路故障诊断和推理；定义r个最小电流变量组的数字诊断特征量A1～Ar，其中表示A1～Ar对应的模拟电流变量，其值取自各开关管的 定义r个最小电压变量组的数字诊断特征量B1～Br，其中表示B1～Br对应的模拟电压变量，其值取自各开关管的 将电流量iSC和电压量vg的模拟信号转化为数字信号，得到A1～Ar和B1～Br数字诊断特征量并将其引入最简故障诊断表并对短路故障简化；令ABCD分别对应电流和电压变量组合内的数字变量，得到逻辑诊断函数δ：δ＝fA,B,C,D定义a1～ar和b1～br都为逻辑函数的输入变量： 将采集到的数字信号转化为逻辑函数的输入变量a1～ar和b1～br，根据逻辑函数输出波形判断开关的故障状态。

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权利要求：

百度查询： 河南理工大学 一种H桥逆变器短路故障推理方法

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