成庶，赵俊栋 ，李凯迪，于天剑，伍珣，张志龙

一种基于相电流轨迹的逆变器开路故障诊断方法

成庶1，赵俊栋1，李凯迪1，于天剑1，伍珣2，张志龙3

(1. 中南大学 交通运输工程学院，湖南 长沙 410075；2. 中南大学 信息科学与工程学院，湖南 长沙 410083；3. 中国中车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东 青岛 266111)

提出一种非侵入式的针对逆变器功率器件开路故障的诊断方法。针对开路故障前后的相电流轨迹进行基于数学模型的分析；根据相电流轨迹的分析数据进行故障特征的提取并结合积分算法对故障进行定位；基于dSPACE半实物仿真平台对本文所提故障定位方法的有效性与可靠性进行实验的验证。研究结果表明：所提方法可以很好的应用于逆变器开路故障诊断。

逆变器；开路故障；故障诊断；积分算法

随着电力电子技术的发展，电力电子装置在工业中的地位日益增加，应用越来越广泛，同时对电力电子设备的安全性和可靠性要求也变得更高，因为一旦其中某个局部发生故障将会影响整个系统的正常运行。根据资料统计，有电力电子电路中器件故障的分布[1]如图1所示，可以看出其中半导体功率器件的故障率(包括半导体器件与焊接点失效)占到了34%。而半导体功率器件的故障又可进一步分为短路故障和开路故障[2−3]。其中短路故障所产生的过电流会在瞬间对系统造成巨大破坏，导致系统瘫痪，危害甚大，故针对该类故障的研究已经相当成熟，如今已有各种成套且完备的硬件保护措施，例如现有的变频电路的设备中都会有过电流的检测装置和保护装置，包括保险丝熔断及空气开关等，以确保系统中一旦发生短路故障能立即对其进行切断隔离保证系统安全。……