基于开关组误差电压的双级矩阵变换器故障诊断策略

矩阵变换器(MC)由数量较多的功率开关构成,这些功率开关元件用在各种复杂的环境以及高频切换的电路系统,增加了功率开关发生故障的可能性,也降低了MC系统的可靠性。功率开关故障成为了阻碍MC系列拓扑进入工程化应用的主要因素之一,而对MC功率开关进行在线故障诊断并进行合适的容错控制可以有效地提高MC系统可靠性。本文针对双级矩阵变换器(TSMC)的功率开关开路故障诊断策略进行研究,对功率开关故障下的TSMC运行模式及其输出电压、直流电压故障特征进行了深入分析,定义了开关组误差电压的概念,提出了根据输出相电压误差、开关信号以及直流电压定位TSMC故障开关的方法。所提方法具有诊断准确、诊断速度快、独立于调制策略、不受负载运行状态影响等优点。仿真实验结果验证了理论分析的正确性以及所提故障诊断策略的有效性。