CN114184893B - 一种电力电子变流器及其故障管理方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电力电子变流器及其故障管理方法和系统，该方法在电力电子变流器的汇总故障信号满足故障判定条件时，进行故障保护处理；而且，基于不同故障种类会呈现不同的变化特征，该方法还对该汇总故障信号的变化特征进行归类，以确定其在预设的各变化类型中所属的类型；然后，判断归类结果是否满足该电力电子变流器任一故障种类相对应的预设判据，以确定其具体故障种类，进而实现了对于故障种类的判别。

Description

一种电力电子变流器及其故障管理方法和系统

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种电力电子变流器及其故障管理方法和系统。

背景技术

故障管理系统，对于保障电力电子变流器的运行可靠性具有关键作用；通常，该系统中主要通过多个故障检测电路来分别实现对于不同种类故障的检测，比如对欠压、短路及过温等故障的检测，再通过数字控制单元来实现对于故障信息的上传及处理。

如图1所述，现有的方案通常会将多个故障检测电路(如图中所示的故障检测电路1、故障检测电路2…故障检测电路n)输出的各个故障信号(如图中所示的故障信号1、故障信号2…故障信号n)，经过“与”逻辑电路进行处理汇总后，再将得到的汇总故障信号发送至上级的数字控制单元。任何故障检测电路检测到故障后，其输出的故障信号将会置为低电平；只要有任一故障信号为低电平，则“与”逻辑电路输出的汇总故障信号将会置为低电平；数字控制单元再根据该汇总故障信号的电平状态进行相应处理：当该汇总故障信号为高电平时，数字控制单元不做故障处理，电路正常工作；当该汇总故障信号为低电平时，数字控制单元进行封波停机保护处理。

虽然该方案能够实现故障保护，但其数字控制单元并不能对故障的种类进行判别，从而无法对故障进行定位。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种电力电子变流器及其故障管理方法和系统，以在故障保护的同时能够实现对于故障种类的判别。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

本发明第一方面提供了一种电力电子变流器的故障管理方法，包括：

在所述电力电子变流器的汇总故障信号满足故障判定条件时，进行故障保护处理；

对所述汇总故障信号的变化特征进行归类，以确定其在预设的各变化类型中所属的类型；

判断归类结果是否满足所述电力电子变流器任一故障种类相对应的预设判据，以确定所述故障种类。

可选的，所述变化特征包括：电平出现翻转或跳变的时间点，或者，电平出现翻转或跳变的时间点及持续时间。

可选的，所述预设的各变化类型包括：

在驱动发波前由正常电平翻转为故障电平的第一类型；

在封波前出现电平跳变的第二类型；

在封波后的第一时长内由故障电平翻转为正常电平的第三类型；

在封波后的第二时长内由故障电平翻转为正常电平的第四类型；所述第二时长大于所述第一时长；

在封波后始终保持故障电平的第五类型；

在封波后出现电平跳变的第六类型。

可选的，判断归类结果是否满足所述电力电子变流器任一故障种类相对应的预设判据，以确定所述故障种类，包括：

若所述变化特征所属的类型为所述第一类型、所述第二类型、所述第五类型及所述第六类型中的至少一种，则判定所述故障种类为驱动电源故障；

若所述变化特征所属的类型为所述第三类型，则判定所述故障种类为功率器件短路故障；

若所述变化特征所属的类型为所述第四类型，则判定所述故障种类为功率器件过温故障。

可选的，在判断归类结果是否满足所述电力电子变流器任一故障种类相对应的预设判据，以确定所述故障种类之前，还包括：根据所述电力电子变流器的至少一个监测信号，确定所述故障的辅助判断类型；

判断归类结果是否满足所述电力电子变流器任一故障种类相对应的预设判据，以确定所述故障种类，包括：结合所述辅助判断类型、所述变化特征所属的类型以及各所述预设判据，判定所述故障种类。

可选的，根据所述电力电子变流器的至少一个监测信号，确定所述故障的辅助判断类型，包括：

在所述电力电子变流器的功率器件温度监测信号为异常信号时，确定所述辅助判断类型中包括所述电力电子变流器出现功率器件温度异常的第七类型；

在所述电力电子变流器的驱动电源监测信号为异常信号时，确定所述辅助判断类型中包括所述电力电子变流器出现驱动电源异常的第八类型。

可选的，结合所述辅助判断类型、所述变化特征所属的类型以及各所述预设判据，判定所述故障种类，包括：

若所述变化特征所属的类型为所述第一类型、所述第五类型及所述第六类型中的至少一种，或者，若所述辅助判断类型不包括所述第七类型且所述变化特征所属的类型为所述第二类型，则判定所述故障种类为驱动电源故障；

若所述辅助判断类型不包括所述第八类型且所述变化特征所属的类型为所述第三类型，则判定所述故障种类为功率器件短路故障；

若所述辅助判断类型包括所述第七类型且/或所述变化特征所属的类型为所述第四类型，则判定所述故障种类为功率器件过温故障。

本发明第二方面还提供了一种电力电子变流器的故障管理系统，包括：数字控制单元、至少一个整合电路以及至少两个故障检测电路；其中，

各所述故障检测电路分别输出相应的故障信号至其所接的所述整合电路；

所述整合电路用于将各所述故障信号整合为汇总故障信号并输出；

所述数字控制单元用于接收所述汇总故障信号，并执行如上述第一方面无监测信号时任一段落所述的电力电子变流器的故障管理方法。

可选的，所述整合电路为：逻辑电路或者多合一故障检测芯片。

可选的，所述数字控制单元包括：单片机MCU、数字信号处理器DSP、复杂可编程逻辑器件CPLD、可编程逻辑门阵列FPGA及处理器ARM中的至少一种。

可选的，还包括：至少一个监测电路；

所述监测电路用于输出所述电力电子变流器的相应监测信号；

所述数字控制单元还用于接收各所述监测信号，并执行如上述第一方面有监测信号时任一段落所述的电力电子变流器的故障管理方法。

可选的，所述整合电路的个数大于1；各所述整合电路分别连接至少两个对应的所述故障检测电路。

可选的，所述整合电路与所述数字控制单元之间，还设置有第一隔离电路。

可选的，还包括：另外至少一个故障检测电路，其通过对应的第二隔离电路直接向所述数字控制单元发送自身的故障信号。

本发明第三方面还提供了一种电力电子变流器，包括如上述第二方面任一段落所述的电力电子变流器的故障管理系统。

本发明提供的电力电子变流器的故障管理方法，其在电力电子变流器的汇总故障信号满足故障判定条件时，进行故障保护处理；而且，基于不同故障种类会呈现不同的变化特征，该方法还对该汇总故障信号的变化特征进行归类，以确定其在预设的各变化类型中所属的类型；然后，判断归类结果是否满足该电力电子变流器任一故障种类相对应的预设判据，以确定其具体故障种类，进而实现了对于故障种类的判别，得到了触发故障的具体原因。而且，该故障管理方法仅为数字控制单元内的软件方法，不需要增加任何硬件成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的电力电子变流器的故障管理系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的电力电子变流器的故障管理方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的电力电子变流器的故障管理方法的变化类型的划分逻辑示意图；

图4为本发明实施例提供的电力电子变流器的故障管理方法的故障种类判定逻辑示意图；

图5为本发明实施例提供的电力电子变流器的故障管理方法的另一流程图；

图6为本发明实施例提供的电力电子变流器的故障管理方法的另一故障种类判定逻辑示意图；

图7至图14分别为本发明实施例提供的电力电子变流器的故障管理系统的八种结构示意图；

图15为本发明实施例提供的电力电子变流器的故障管理系统的一种具体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本发明提供一种电力电子变流器的故障管理方法，以在故障保护的同时能够实现对于故障种类的判别。

该电力电子变流器的故障管理方法，具体应用于该电力电子变流器的数字控制单元，该方法如图2所示，具体包括：

S101、在电力电子变流器的汇总故障信号满足故障判定条件时，进行故障保护处理。

当该汇总故障信号为故障电平，比如现有技术中的低电平时，即可判定该汇总故障信号满足该故障判定条件。此时，该数字控制单元可以进行封波，控制电力电子变流器停机；实际应用中并不仅限于此，其他故障保护动作，比如降低功率等，也在本申请的保护范围内，视其具体应用环境而定即可。

S102、对汇总故障信号的变化特征进行归类，以确定其在预设的各变化类型中所属的类型。

该变化特征具体可以包括：电平出现翻转或跳变的时间点，或者，电平出现翻转或跳变的时间点及持续时间。

不同的故障种类，比如驱动电源故障、功率器件短路故障及功率器件过温故障等，其对应的汇总故障信号会呈现不同的变化特征；比如，驱动电源故障可能会在数字控制单元上电后驱动发波前就已经存在，则其汇总故障信号的电平在数字控制单元驱动发波前就会翻转为故障电平；功率器件短路故障在数字控制单元封波后即会很快消除，则其汇总故障信号的电平在数字控制单元封波后就会快速翻转为正常电平；而功率器件过温故障在数字控制单元封波后需要缓慢散热后才能消除，则其汇总故障信号的电平在数字控制单元封波后需要保持一段时间的故障电平，而后才能翻转为正常电平。

所以，实际应用中，可以预先将全部故障种类按照变化特征的不同，划分为多种变化类型，形成该预设的各变化类型；然后，在执行该方法时，即可判别当前接收到的汇总故障信号的变化特征所属的类型，也即，将其归为各变化类型中与其变化特征相同的一类。

S103、判断归类结果是否满足电力电子变流器任一故障种类相对应的预设判据，以确定故障种类。

由于变化特征所属的类型，是根据故障种类进行划分的，所以最为简单的方式，可以直接将此对应关系进行反推应用，即可得到当前汇总故障信号所表征的故障种类；但实际应用中，同一故障种类，并不一定仅有一种变化特征，比如驱动电源故障可能会出现在驱动发波前，也有可能会出现在驱动发波之后，所以，在得到变化特征所属类型之后，可以将其与各故障种类的预设判据进行比较，当其满足任一预设判据时，即可判定其属于相应的故障种类。

本实施例提供的该电力电子变流器的故障管理方法，通过上述过程，实现了对于故障种类的判别，得到触发故障的具体原因；而且，其仅为数字控制单元内的软件方法，不需要增加任何硬件成本。

实际应用中，在对各变化类型进行预设划分时，可以按照图3所示的逻辑来进行，即：

若故障发生于驱动发波前，即其汇总故障信号在驱动发波前就会由正常电平翻转为故障电平，则将其划分为第一类型。

若故障未发生于驱动发波前，而是在封波前发生汇总故障信号跳变，即汇总故障信号在封波前出现电平跳变，则将其划分为第二类型。

若前述条件均不满足，而是在封波后汇总故障信号显示故障快速消失，即汇总故障信号在封波后的第一时长内由故障电平翻转为正常电平，则将其划分为第三类型。

若前述条件均不满足，而是在封波后汇总故障信号保持故障电平一段时间后显示故障消失，即汇总故障信号在封波后的第二时长内由故障电平翻转为正常电平，第二时长大于第一时长，则将其划分为第四类型。

若前述条件均不满足，而是在封波后汇总故障信号始终显示故障存在，即汇总故障信号在封波后始终保持故障电平，则将其划分为第五类型。

若前述条件均不满足，则说明汇总故障信号在封波后出现电平跳变，则将其划分为第六类型。

需要说明的是，执行步骤S102时，会按照与类型划分时相同的逻辑进行，也即会采用与上述相同的逻辑。

由于上述逻辑是按照时间顺序来进行划分的，所以与电力电子变流器中设有哪些具体故障检测电路无关，而且具有变化类型全覆盖的特点，则以上述变化类型进行归类后再执行步骤S103，不会导致故障漏判。

执行步骤S103时，其具体可以包括：若变化特征所属的类型为第一类型、第二类型、第五类型及第六类型中的至少一种，则判定故障种类为驱动电源故障。若变化特征所属的类型为第三类型，则判定故障种类为功率器件短路故障。若变化特征所属的类型为第四类型，则判定故障种类为功率器件过温故障。此时，具体的判断逻辑如图4所示。

此处仅以驱动电源故障、功率器件短路故障及功率器件过温故障为例进行判据说明，实际应用中并不仅限于此三种故障种类；只要基于上述分类和判别思想形成的方案，均在本申请的保护范围内。

在上述实施例的基础之上，由于实际应用中，电力电子变流器的数字控制单元有可能会直接接收一些关于设备状态的监测信号，比如功率器件温度监测信号、驱动电源监测信号等，则可以利用这些监测信号用作执行步骤S103时的辅助信息，进而降低故障误判率。

参见图5，该故障管理方法，在执行步骤S103之前，还包括：

S201、根据电力电子变流器的至少一个监测信号，确定故障的辅助判断类型。

实际应用中，这些监测信号可以是电平信号，也可以是频率信号，还可以是其他类型的信号，视其具体应用环境而定即可，均在本申请的保护范围内。

该步骤具体包括：在电力电子变流器的功率器件温度监测信号为异常信号时，确定辅助判断类型中包括电力电子变流器出现功率器件温度异常的第七类型；以及，在电力电子变流器的驱动电源监测信号为异常信号时，确定辅助判断类型中包括电力电子变流器出现驱动电源异常的第八类型。

此时，步骤S103包括：结合辅助判断类型、变化特征所属的类型以及各预设判据，判定故障种类。

该步骤具体包括：若变化特征所属的类型为第一类型、第五类型及第六类型中的至少一种，或者，若辅助判断类型不包括第七类型且变化特征所属的类型为第二类型，则判定故障种类为驱动电源故障。若辅助判断类型不包括第八类型且变化特征所属的类型为第三类型，则判定故障种类为功率器件短路故障。若辅助判断类型包括第七类型且变化特征所属的类型为第四类型，则判定故障种类为功率器件过温故障。具体的判断逻辑如图6所示。实际应用中，对于功率器件过温故障的预设判据，也可以取辅助判断类型包括第七类型或变化特征所属的类型为第四类型；视其具体应用环境而定即可。

此处仅以功率器件温度监测信号、驱动电源监测信号为例进行监测信号的说明，实际应用中并不仅限于此；任何能够辅助实现故障种类判别的方案均在本申请的保护范围内。

本实施例结合监测信号来进行故障种类的判别，可以减少误判率，提高故障判定的准确性。而且，仅通过数字控制单元内的软件即可实现，不需要增加任何硬件成本。

本发明另一实施例还提供了一种电力电子变流器的故障管理系统，其如图7所示，包括：数字控制单元10、至少一个整合电路20以及至少两个故障检测电路30。其中，各故障检测电路30分别输出相应的故障信号至其所接的整合电路20；整合电路20用于将各故障信号整合为汇总故障信号并输出；数字控制单元10用于接收汇总故障信号，并执行如图2所示实施例中所述的电力电子变流器的故障管理方法。该故障管理方法的具体过程及原理参见上述实施例即可，不再一一赘述。

该电力电子变流器中功率电路桥臂上功率器件的故障保护，比如封波动作，由1个数字控制单元10统一管理，不易产生封波时序错误的问题。而且，只需要占用数字控制单元10的一个IO口来接收该汇总故障信号即可，避免了各个故障检测电路分别将其对应的故障信号传输至数字控制单元10会带来的IO口占用数量多的问题，节约了控制资源。

而且，该故障管理系统还可以包括：至少一个监测电路40，如图8所示。该监测电路40用于输出电力电子变流器的相应监测信号。此时，该数字控制单元10还用于接收各监测信号，并执行如图5所示实施例所述的电力电子变流器的故障管理方法。该故障管理方法的具体过程及原理参见上述实施例即可，不再一一赘述。

实际应用中，该整合电路20为：逻辑电路，比如图1所示的逻辑门逻辑电路，或者，由二极管电路组成的电路；或者，该整合电路20还可以是一个多合一故障检测芯片，即能够同时检测多种故障，但只向外发送1个汇总故障信号的芯片。只要能够在任一故障信号为故障电平时，得到的汇总故障信号也为故障电平即可，均在本申请的保护范围内。

该数字控制单元10可以包括：MCU(Micro Controller Unit，单片机)、DSP(Digital Signal Process，数字信号处理器)、CPLD(Complex Program mable LogicDevice，复杂可编程逻辑器件)、FPGA(Field-Programmable Gate Array，可编程逻辑门阵列)及处理器ARM中的至少一种。

数字控制单元10根据图5所示判断逻辑，首先综合电路运行状态与汇总故障信号特点对故障信号进行故障类型分类。此分类形式与电路中存在何种故障检测电路30无关。

图中第一类型-第六类型具有故障类型全覆盖的特点，则以第一类型-第六类型作为判据不会导致故障漏判，遂以第一类型-第六类型作为主要判据。故障类型七与故障类型八为非必要判据，作为辅助判据，用于同主要判据进行逻辑组合后对故障进行判定，以减低故障误判率。

另外，如图9所示，该整合电路20的个数大于1，任一整合电路输出的汇总故障信号翻转为故障电平时，均可以执行上述故障管理方法。且各整合电路20分别连接至少两个对应的故障检测电路30。各整合电路20分别连接的故障检测电路30个数可以相同，也可以不同，视其具体应用环境而定即可，均在本申请的保护范围内。此时，该故障管理系统也可以包括至少一个监测电路40，如图10所示。

需要说明的是，当故障检测电路30与数字控制单元10由隔离电源的不同端供电时，考虑到安规和电气性能等因素，故障检测电路30生成的故障信号需要经隔离电路隔离后向数字控制单元10传送；为了节约硬件成本，可以在整合电路20的后级设置相应的第一隔离电路(未进行图示)，此时多路故障信号共用1个第一隔离电路，结构简单，成本较低。

另外，不论整合电路20与数字控制单元10之间是否设置有第一隔离电路，该故障管理系统均可以还包括：另外至少一个故障检测电路30，其通过对应的第二隔离电路50直接向数字控制单元10发送自身的故障信号，如图11和图12所示；此时，整合电路20的数量也可以大于1，如图13和图14所示。该数字控制单元10在接收到单独的故障信号后，可以将其和汇总故障信号进行再次汇总和更新，再执行上述故障管理方法，也可以根据该故障信号直接判断得到相应的故障种类。

该第一隔离电路和第二隔离电路，可以为光耦隔离、磁隔离或电容隔离等隔离电路中的任意一种，此处不做限定，视其具体应用环境而定即可。

下面以图15所示的具体示例为例进行说明：

该故障管理系统多见于驱动板电路系统中，该系统集成了隔离驱动电源故障检测电路31、电力电子功率器件短路故障检测电路32、电力电子功率器件过温故障检测电路33及驱动板供电电源故障检测电路41和电力电子器件温度监测电路42。此处的驱动板供电电源故障对于数字控制单元10而言为确定能够辨别的故障，故此处可以将驱动板供电电源故障检测电路41的输出信号看作一种电路工作状态的监测信号，用于为汇总故障信号的判定提供辅助判据，以提高数字控制单元10对故障进行判定的准确率。

图15中数字控制单元10主要用于驱动发波，故障管理，监测电力电子器件温度。当故障发生时，各故障检测电路31、32和33向上级发送故障信号(如图中所示的故障信号1、故障信号2及故障信号3)，先后经多故障信号的整合电路20和第一隔离电路传送至数字控制单元10，数字控制单元10按照预设故障管理策略做出故障保护处理。

图15所示系统中的汇总故障信号仅包含以下3种具体故障，分别为驱动电源故障、电力电子功率器件短路故障和电力电子功率器件过温故障。根据这3种故障的具体表现特点(即上述变化特征)为其设定合适的判据，数字控制单元10根据设定判据来实现故障的判定。

对于驱动电源故障，其相较于另两种故障，只有驱动电源故障可能发生在驱动发波前，故图3中第一类型一定可以被判定为驱动电源故障。且驱动电源故障一般还具有第二类型和第五类型的特点，此时为了防止故障漏判，可以将第一类型、第二类型和第五类型以“或”逻辑组合为驱动电源故障的判据，如图4中所示。因过温故障也可能具有第二类型的特点，若此处以第二类型作为驱动电源故障的判据，则有可能将过温故障误判为驱动电源故障。此时可借助辅助判据，如将第七类型以“非”逻辑再和第二类型组成“与”逻辑作为驱动电源故障的判据，可降低故障误判率。

对于电力电子功率器件短路故障，即功率极短路故障，一般具有第三类型的特点，以第三类型作为电力电子功率器件短路故障的判据，如图4中所示。对于有些驱动封波策略，当发生功率器件控制极短路时，其故障信号与发生功率极短路故障时的特征一致，均表现为第三类型的特点。此时，若仅以第三类型作为功率极短路的判据将会导致故障误判。可以将第八类型作为辅助判据来降低误判概率。因为功率极短路时一般不会造成驱动板供电电源故障，但是控制极短路时通常会伴随驱动板供电电源故障，所以可以将第三类型“与”第八类型作为功率器件控制极短路的判据，将第八类型以“非”逻辑再和第三类型组成“与”逻辑作为功率器件功率极短路判据(如图6中所示)，从而提高故障判别的精准度。此处，也体现出本实施例的优势，功率器件控制极短路会触发电源故障检测电路31动作而发送故障信号，现有技术中的通常方法最多只判别到电路发生电源故障，并不会对触发电源故障的原因进行判别；而本实施例可具有判别触发某种故障检测电路动作的具体原因的能力。

对于电力电子功率器件过温故障，因温度不易突变，当封波后温度会逐渐下降到过温故障检测电路33的保护阀值以下，使故障信号恢复到无故障状态，具有第四类型的特点。可以将第四类型来作为过温故障的判据，可以增加第七类型作为辅助判据(如图6中所示)。

不考虑辅助判据时，将所有具体故障判据的故障类型及故障类型组合，通过逻辑“和”运算要等于主要判据的全集，否则当检测到未出现在具体故障判据中的故障类型或故障类型组合，数字控制单元10将无法判别此时所发生的故障为何种具体故障。当分类中的故障类型或故障类型的逻辑组合表现为具体故障的非明显特征时，此时不易于直接从故障类型或故障类型的逻辑组合出发来对具体故障进行判定，可以通过对比所有具体故障，找到最大概率发生该种故障类型或故障类型的逻辑组合的具体故障，将此故障类型或故障类型的逻辑组合以“或”逻辑添加到该具体故障的判据中。如图3中的主要判据第六类型，即故障信号表现为封波后故障信号发生跳变，对比3种具体故障，最有可能为电源电压故障导致，因此将第六类型以“或”逻辑添加到驱动电源故障的判据中(如图6中所示)，从而保证上述3种具体故障的判据的逻辑“和”运算为主要判据的故障类型的全集。

本申请旨在根据汇总故障信号的变化特征，来确定其所属的变化类型，然后综合电路状态进行逻辑组合，再通过设定具体的判据，解决从汇总故障信号中区分定位其中所包含的具体故障种类的问题；对具体综合何种工作状态与何种变化特征、如何综合工作状态与变化特征进行逻辑组合、采用何种具体的预设判据均不做具体限定；而且，对电路系统中采用何故障检测电路和整合电路也不做限定，任何能够输出相应信号至数字控制单元10的故障检测电路和监测电路，都能够使数字控制单元10实现上述故障管理，识别相应的故障种类，实际应用中，也并不仅限于驱动电源故障、功率器件短路故障及功率器件过温故障这三种故障种类；均可视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。

本发明另一实施例还提供了一种电力电子变流器，其在包括主电路及其驱动板等基础器件的基础上，还包括如上述任一实施例所述的故障管理系统。该故障管理系统的具体结构及原理参见上述实施例即可，不再一一赘述。

该电力电子变流器的主电路，具体可以是任何拓扑，此处不做限定；该电力电子变流器内部的其他器件均可以参见现有技术，此处不做赘述。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

对所公开的实施例的上述说明，本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (14)

1.一种电力电子变流器的故障管理方法，其特征在于，包括：

在所述电力电子变流器的汇总故障信号满足故障判定条件时，进行故障保护处理；

对所述汇总故障信号的变化特征进行归类，以确定其在预设的各变化类型中所属的类型；所述预设的各变化类型包括：在驱动发波前由正常电平翻转为故障电平的第一类型；在封波前出现电平跳变的第二类型；在封波后的第一时长内由故障电平翻转为正常电平的第三类型；在封波后的第二时长内由故障电平翻转为正常电平的第四类型；所述第二时长大于所述第一时长；在封波后始终保持故障电平的第五类型；在封波后出现电平跳变的第六类型；

判断归类结果是否满足所述电力电子变流器任一故障种类相对应的预设判据，以确定所述故障种类。

2.根据权利要求1所述的电力电子变流器的故障管理方法，其特征在于，所述变化特征包括：电平出现翻转或跳变的时间点，或者，电平出现翻转或跳变的时间点及持续时间。

3.根据权利要求1所述的电力电子变流器的故障管理方法，其特征在于，判断归类结果是否满足所述电力电子变流器任一故障种类相对应的预设判据，以确定所述故障种类，包括：

若所述变化特征所属的类型为所述第一类型、所述第二类型、所述第五类型及所述第六类型中的至少一种，则判定所述故障种类为驱动电源故障；

若所述变化特征所属的类型为所述第三类型，则判定所述故障种类为功率器件短路故障；

若所述变化特征所属的类型为所述第四类型，则判定所述故障种类为功率器件过温故障。

4.根据权利要求1所述的电力电子变流器的故障管理方法，其特征在于，在判断归类结果是否满足所述电力电子变流器任一故障种类相对应的预设判据，以确定所述故障种类之前，还包括：根据所述电力电子变流器的至少一个监测信号，确定所述故障的辅助判断类型；

判断归类结果是否满足所述电力电子变流器任一故障种类相对应的预设判据，以确定所述故障种类，包括：结合所述辅助判断类型、所述变化特征所属的类型以及各所述预设判据，判定所述故障种类。

5.根据权利要求4所述的电力电子变流器的故障管理方法，其特征在于，根据所述电力电子变流器的至少一个监测信号，确定所述故障的辅助判断类型，包括：

在所述电力电子变流器的功率器件温度监测信号为异常信号时，确定所述辅助判断类型中包括所述电力电子变流器出现功率器件温度异常的第七类型；

在所述电力电子变流器的驱动电源监测信号为异常信号时，确定所述辅助判断类型中包括所述电力电子变流器出现驱动电源异常的第八类型。

6.根据权利要求5所述的电力电子变流器的故障管理方法，其特征在于，结合所述辅助判断类型、所述变化特征所属的类型以及各所述预设判据，判定所述故障种类，包括：

若所述变化特征所属的类型为所述第一类型、所述第五类型及所述第六类型中的至少一种，或者，若所述辅助判断类型不包括所述第七类型且所述变化特征所属的类型为所述第二类型，则判定所述故障种类为驱动电源故障；

若所述辅助判断类型不包括所述第八类型且所述变化特征所属的类型为所述第三类型，则判定所述故障种类为功率器件短路故障；

若所述辅助判断类型包括所述第七类型且/或所述变化特征所属的类型为所述第四类型，则判定所述故障种类为功率器件过温故障。

7.一种电力电子变流器的故障管理系统，其特征在于，包括：数字控制单元、至少一个整合电路以及至少两个故障检测电路；其中，

各所述故障检测电路分别输出相应的故障信号至其所接的所述整合电路；

所述整合电路用于将各所述故障信号整合为汇总故障信号并输出；

所述数字控制单元用于接收所述汇总故障信号，并执行如权利要求1至3任一项所述的电力电子变流器的故障管理方法。

8.根据权利要求7所述的电力电子变流器的故障管理系统，其特征在于，所述整合电路为：逻辑电路或者多合一故障检测芯片。

9.根据权利要求7所述的电力电子变流器的故障管理系统，其特征在于，所述数字控制单元包括：单片机MCU、数字信号处理器DSP、复杂可编程逻辑器件CPLD、可编程逻辑门阵列FPGA及处理器ARM中的至少一种。

10.根据权利要求7所述的电力电子变流器的故障管理系统，其特征在于，还包括：至少一个监测电路；

所述监测电路用于输出所述电力电子变流器的相应监测信号；

所述数字控制单元还用于接收各所述监测信号，并执行如权利要求4至6任一项所述的电力电子变流器的故障管理方法。

11.根据权利要求7至10任一项所述的电力电子变流器的故障管理系统，其特征在于，所述整合电路的个数大于1；各所述整合电路分别连接至少两个对应的所述故障检测电路。

12.根据权利要求7至10任一项所述的电力电子变流器的故障管理系统，其特征在于，所述整合电路与所述数字控制单元之间，还设置有第一隔离电路。

13.根据权利要求7至10任一项所述的电力电子变流器的故障管理系统，其特征在于，还包括：另外至少一个故障检测电路，其通过对应的第二隔离电路直接向所述数字控制单元发送自身的故障信号。

14.一种电力电子变流器，其特征在于，包括如权利要求7至13任一项所述的电力电子变流器的故障管理系统。