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申请/专利权人：河北工业大学

摘要：本发明公开了一种针对三电平逆变器的直流侧电容状态在线监测方法。本发明不需要添加额外的硬件电路，通过逆变器拓扑本身的传感器即可实现测量电容器容值的功能。不需要对电容电流采样，因此无需添加额外的电流传感器，大大降低了成本，避免了电容支路插入电流传感器造成的侵扰问题。测量时间灵活，而非仅在变换器停机或启动时刻才能实现对电容寿命的在线监测。不需要对逆变器的硬件电路做任何改动，只需要在程序上改动，实现较为简单方便。适用于T型与NPC型等多种三电平逆变器的拓扑，适用范围较广。

主权项：1.一种针对三电平逆变器的直流侧电容状态在线监测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1、根据三电平逆变器拓扑与SVPWM调制方式，O状态时每相的开关管Si2和Si3导通；当每相的开关Si2和Si3导通时，直流母线对电容进行充放电，电容电流通过开关管Si2和Si3经过电感流至电网或负载，因此根据电感电流推得电容电流I： 式1中，ia、ib、ic为A相逆变器侧电感电流、B相逆变器侧电感电流、C相逆变器侧电感电流；Xi为关于三相开关状态的函数；步骤2、根据三相调制波与载波大小关系，得到在一个开关周期内A相、B相和C相分别处于O状态的作用时间Tii＝a,b,c： 式2中，mii＝a,b,c为三相调制波ma、mb、mc的大小，Ts为开关周期；在式2的Tii＝a,b,c的基础上减去死区时间Td，得到： 将式3化简得到：Tii＝a,b,c＝1-|mi|×Ts-Td4步骤3、设置采样频率为开关频率，三相调制波和采样电流大小在一个开关周期内为常数，因此用采样电流与O状态作用时间近似计算在一个开关周期内直流母线对电容充放电的电荷量Qn，其中O状态每个开关周期作用的时间能够根据调制波与载波的关系推得：Qnn＝1,2,3…＝ia×Ta+ib×Tb+ic×Tc5式5中，Ta为在一个开关周期内A相处于O状态的时间；Tb为在一个开关周期内B相处于O状态的时间；Tc为在一个开关周期内C相处于O状态的时间；再将式4带入式5得到：Qnn＝1,2,3…＝ia+ib+ic×1-Td+[ia×-|ma|+ib×-|mb|+ic×-|mc|]×Ts6由于ia+ib+ic＝0，将式6化简得：Qnn＝1,2,3…＝[ia×-|ma|+ib×-|mb|+ic×-|mc|]×Ts7步骤4、记录电荷累积开始时刻t1的电容电压Ut1，并对三相电流进行采样，对采集到的电荷量进行累加，在t个开关周期结束，此时刻为结束时刻t2，记录结束时刻t2的电容电压Ut2，得到该时间段内累计电荷量Q以及电容充放电引起的电容电压变化ΔU： ΔU＝Ut2-Ut19步骤5、根据电容电压和电流的关系得到电容容值表达式为： 再将式8得到累计电荷量Q与式9得到的电容电压变化ΔU带入式10，得到监测的电容值C；再将监测的电容值C与电容初始值C0进行比较，根据相应电容器的失效判据，在线监测电容状态。

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