CN115699490A

CN115699490A - 开路故障的自诊断方法、计算机化调查系统和模块化逆变器

Info

Publication number: CN115699490A
Application number: CN202180040416.4A
Authority: CN
Inventors: A·罗伊科
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-06-11
Filing date: 2021-04-16
Publication date: 2023-02-03
Also published as: JP7395032B2; EP3923432A1; WO2021251030A1; JP2023516832A; US20230176142A1; EP3923432B1

Abstract

模块化逆变器的功率开关块中开路故障的自诊断方法(100)，该模块化逆变器包括多个(k＝1...n)块(31a，32a，33a，34a，31b，32b，33b，34b，31c，32c，33c，34c)，所述多个块在相腿(5，5a，5b，5c)中并联并设置有温度传感器(6)，所述方法包括：‑采样并存储(130)由所述温度传感器在相关的采样时间t_SD以相关的采样间隔为Δt_SD测量的相腿中的所述n个块(k＝1...n)的温度数据(I)；‑将每个块(k)的所述温度数据与所述每个块(k)的前一采样和存储的温度数据(II)进行比较(150)并且如果不满足以下条件(III)，则考虑所述多个块中的一个块上的可能故障(FF)，其中，Th是预定的温度偏差阈值；或者‑将每个(k)块的当前温度数据(I)与当前平均温度数据(VI)进行比较(250)并且如果不满足以下条件(V)，则考虑所述多个块中的一个块上的故障(OF)，其中，Th_AV是预定的平均温度偏差阈值。本发明还涉及包括用于识别块中的开路的击穿程序的测试。(I)

;(II)

;(III)：

;(VI)

;(VI)

。

Description

开路故障的自诊断方法、计算机化调查系统和模块化逆变器

技术领域

本公开涉及一种模块化通用逆变器的开路自诊断方法。

背景技术

逆变器在许多应用中用来给交流马达供电。逆变器中的半导体开关之一的开路故障将导致逆变器的运行中断。这将反映在由逆变器电路的具有开路故障的部分所产生的相位的输出电流波形的扭曲中。此外，这将导致马达扭矩的部分损失，并可能导致包括逆变器和马达的系统的二次故障。

逆变器中一个开关的开路故障并不明显，因为由故障逆变器供电的马达仍将继续运行，尽管性能降低。因此，需要专用的开路诊断方法来检测、识别和定位开路故障。已经开发出了许多开路诊断方法。大多数方法是基于对逆变器腿部中的输出电流的测量，无论如何都是出于控制目的而进行的测量。这些方法利用了具有开路故障的逆变器的输出电流不再对称的事实。其它一些诊断方法需要额外的专用电路和/或额外的传感器，因此不适合对成本敏感的应用。

可以利用诸如具有模块化架构的通用逆变器(GPI)之类的模块化逆变器来代替经典的多相逆变器。模块化架构提高了GPI的一般容错能力，并能够通过更换故障块进行简单修复。在模块化的GPI中，每个相腿均由多个并联连接的半桥组成。每个半桥均包括上开关和下开关，并形成一个逆变器块，该逆变器块在发生故障的情况下可以被替换。因此，除了检测和识别故障外，还需要对故障块进行定位。显然，集成任何数量的功率管芯的功率模块的任何组合只要便于模块化和更换都可以形成逆变器块。

模块化逆变器的一个块中的开路故障不会导致逆变器功能的中断。与故障块并联连接的其它功能块仍将维持正常的输出电流波形/电压。由于不会失去电流的对称性，因此基于电流对称性的现有技术的开路诊断方法不适用于模块化逆变器。有限的开路故障不会对逆变器功能产生直接影响，有限的故障意味着每个相腿中至少有一个健康块，因为不会有马达扭矩的损失。然而，开路故障可能会导致接管块的过载，从而导致二次故障的发生。因此，对于模块化逆变器，开路诊断方法也是必要的。只有在准确地检测、识别故障并定位故障块后，才能向用户提供所有必要的信息来修复模块化逆变器。

然而，现有技术的开路故障检测方法要么不能转移到模块化逆变器或GPI，要么需要额外的传感器/电路，而为了成本效益是要避免这些传感器/电路。需要检测、识别块中的一个或两个开关的开路故障，并且需要定位故障块。故障的检测必须是可靠的，并且定位必须是准确的。

发明内容

本公开涉及一种开路故障自诊断方法，该开路故障自诊断方法适用于模块化逆变器或通用逆变器(GPI)，该方法提供开关中的故障检测，更准确地说，是开路故障检测、识别和定位。本发明提供了一种方法，该方法仅使用来自为其它目的而包括的传感器的数据。不需要专用的故障检测传感器或额外的专用电路，当模块化逆变器运行时，故障检测过程连续运行，不会中断其运行。

更准确地说，本公开涉及一种模块化逆变器的功率开关块中开路故障的自诊断方法，该模块化逆变器包括多个(k＝1...n)块，所述多个块在相腿中并联并设置有温度传感器，所述方法包括第一循环，该第一循环包括：

-采样并存储由所述温度传感器在相关的采样时间t_SD以相关的采样间隔Δt_SD测量的相腿中的所述n个块(k＝1...n)的温度数据

-至少一个步骤是在采样时间

将块k的当前温度数据

与所述相腿的所有其它块的当前平均温度数据

进行比较将所述块k视为开路块kf并且如果不满足以下条件，则在所述开路块kf上竖立开路故障标志OF：

其中，Th_AV是预定的平均温度偏差阈值。

该方法允许对温度与其它并联块的平均温度的差异超过预定的平均温度偏差阈值的块的潜在故障进行警告。

以下实施方式可以相互独立或结合起来实施。

在第一实施方式中，可以，对块k＝1至n进行块k的当前温度数据

和当前平均温度数据的所述比较步骤，直到在故障块kf上竖立故障标志OF。

这适合于具有强大的计算装置和足够大的存储器以存储所有块的温度数据并运算这些数据的控制系统。

在第二实施方式中，该方法可以包括嵌入在所述第一循环中的第二循环，所述第二循环包括在采样时间

将每个块k的所述温度数据

与所述每个块k的前一采样和存储的温度数据

进行比较，并且如果不满足以下条件，则在故障块kf上竖立可能故障标志FF：

其中，Th是预定的温度偏差阈值。在这种情况下，对所述潜在故障块kf进行将块k的当前温度数据

与所述相腿中其它块的当前平均温度数据

进行所述比较，将所述块k视为开路块kf，并且如果不满足以下条件，则在所述开路块kf上竖立开路故障标志OF：

其中，Th_AV是预定的平均温度偏差阈值。

该实施方式需要较小能力的计算装置，因为比较块温度和其它块温度平均值的测试仅在具有已被认为是异常的温度的块上进行。

该第二实施方式也可以用作常规测试，因为与平均数据的比较仅在第二循环检测潜在故障块时进行。在这种情况下，第一实施方式也可以在逆变器寿命的特定时刻使用。

该方法还可以包括在比较每个(k)块(k＝1..n)在采样时间

时的所述采样温度

与同一(k)块在前一采样时间

时的温度

之前等待稳定运行点作为所述稳定运行点的第三循环。

该第三循环减少了逆变器的控制器的计算负荷，并可避免可能的错误检测。

对于第一实施方式，如果针对块k＝1至n满足

则所述方法可以包括等待限定的Δt_SD并重复所述第一循环。

对于第二实施方式，如果针对块kf满足

则该方法可以包括等待Δt_SD并重复所述第一循环。

该方法还可以包括初始化过程，其中在所述模块化逆变器通电后，或者在所述模块化逆变器通电后预定的时间间隔后，或者在专用于所述模块化逆变器故障自检测的特殊时间段内，针对所述相腿(5)中并联的所有n个块，测量并存储初始温度值

这为检测设定了初始条件。

为了限制存储器的使用，该方法可以包括在存储

温度值时，删除在采样时间

存储的前一温度数据。

所述采样间隔Δt_SD可以设定为大于所述模块化逆变器块中相关热时间常数的最大热时间常数。

所述方法还可以包括校准程序以确定合适的采样间隔Δt_SD和/或温度偏差阈值Th和/或平均温度偏差阈值Th_AV，并且可以包括具有所述采样间隔Δt_SD、温度偏差阈值Th和平均温度偏差阈值Th_AV的初始化程序。

鉴于逆变器中的块或模块的类型来确定那些值。Δt_SD也可以设定为大于块的温度常数，并设定为检测速度和控制器的计算负荷之间的折衷，并在逆变器的寿命期间进行调整。

在优选实施方式中，所述块包括顶部开关和底部开关以及用于每个所述开关的击穿感测装置，所述开路故障检测程序于是可以包括通过触发击穿测试来识别和定位所述故障，该击穿测试是通过利用所述块的驱动电路将其上竖立有开路标志OF的块的顶部开关和底部开关两者都驱动到导通状态，该导通状态的持续时间超过所述开关的换向时间，但在所述开关的安全运行区内，并且测试击穿电流的存在，如果没有检测到击穿电流，则在所述多个块中的所述块上竖立确认的开路故障标志OFC。

这允许对开路故障进行全面诊断。每个装置的安全运行区在其数据表中进行了限定，并且击穿持续时间被限定为相对于安全运行区保持较小，例如在微秒范围或微秒的十分之一范围内。

如果在测试击穿电流的存在时检测到击穿电流，则启动其它诊断程序。

该方法可以对所述转换器的每条腿重复进行。

该方法可以包括将故障检测信息FF和/或OF和/或OFC传输到远程调查计算机。

本公开还涉及用于实施上文论述的自诊断方法的计算机化调查系统，包括：处理器；包括实施所述自诊断方法的程序的程序存储器；用于存储和处理温度值、故障检测数据和程序数据的数据存储器；所述温度传感器的连接线路，用于向所述计算机化系统传输温度测量值。

此外，所述计算机化调查系统可以包括所述击穿检测装置的连接线路和与所述模块化逆变器的一个驱动块或多个驱动块连接的控制线路。

有利地，所述的计算机化调查系统可以结合在所述模块化逆变器的控制单元中。

附图说明

下面将参考附图论述本发明的示例性实施发的详细说明。

图1是可应用本公开的过程的模块化逆变器的一个实施例的示意图。

图2是图1的模块化逆变器的支路的细节。

图3是公开的第一过程的流程图。

图4是公开的第二过程的流程图。

图5是具有去饱和检测装置的转换器模块的示意图。

图6是具有电流检测装置的转换器模块的示意图。

具体实施方式

图1公开了用于驱动三相马达2的模块化逆变器型的逆变器1。诸如GPI之类的模块化逆变器的每个相腿可以具有两个或更多的块，但为了简化附图，所述的逆变器的每个相腿具有四个块或功率支路4、4'、4”，以驱动三相腿5a、5b、5cd中的每一者，此三相腿驱动三相马达2。相腿5a由块31a、32a、33a、34a组成，相腿5b由块31b、32b、33b、34b驱动，相腿5c由块31c、32c、33c、34c驱动，每个块或半桥均具有顶部开关1a和底部开关1b。图2中表示出了相腿5的功率支路4，其中每个块31、32、33、34的顶部开关1a和底部开关1b包括命令线路7a、7b，这些命令线路借助总线8连接到控制器9中的栅极驱动器9a、9b。本公开的程序使用温度感测装置，这些温度感测装置设置在每个块中，以感测整个块中的功率损失。通常情况下，每个块的角落中均定位有一个传感器。温度感测装置6借助线路61和总线8与控制器连接。

在本设计中，每个块31、32、33、34均设置有温度感测装置6，包括该温度感测装置是出于例如检测过温条件之目的。回到图1，所有功率支路4，4'，4”的所有块31a、...、34a、31b、...、34b、31c、...、34c都配备有这样的温度传感器6。此外，每个开关1a、1b均由其栅极命令线路7a、7b驱动。

本公开的自诊断方法通过单独处理每个逆变器相中的每个构成半桥来检测、识别和定位模块化逆变器的开路故障。这是通过促进经过半桥的击穿电流并验证顶部和底部开关的去饱和来执行的。任何一个开关中都没有去饱和表明存在开路故障。这个程序可以定期执行，或通过使用任何其它相关的故障指标(如温度演化)来触发。该测试能够在同等程度上检测出相关栅极驱动器中的故障，但是不能在开关和栅极驱动器故障之间进行区分。

该诊断方法在模块化逆变器的每个相腿5上(即，在所述相腿的每个功率支路4、4'和4”上)分别且独立地执行。

在健康的模块化逆变器运行期间，每个块将在顶部开关中提供电流ImU，在底部开关中提供电流ImL，特定相位的电流Ip将在该相腿中的所有并联块之间几乎平均分配。功率损失以及因此所有并联块的温度将几乎相等。

在一个特定块中的开关出现开路故障的情况下，故障开关将不再传导电流。因此，该特定块中的功率损失将与健康状态下的不同。由于不同的功率损失，故障块的温度也将不同于该相的其它健康并联块的平均温度。

因此，如果在特定相腿的额定运行点，特定块的温度与其它并联块的温度的差异超过预定的平均温度偏差阈值，则这意味着该特定块中存在故障。

接下来，必须确认检测到的故障是开路故障。

为了确认故障是否为开路故障类型，下面公开的方法使用去饱和感测装置，例如存在于每个开关的去饱和保护电路或其它检测击穿电流的装置(例如电流感应电阻器)。

该方法包括在相关块的驱动电路7a、7b(栅极驱动器)上启动受控制器9控制的击穿，并检测是否存在去饱和现象，因为这种击穿的正常结果是开关的去饱和现象。

为了检测去饱和，功率转换器可以针对块中的每个开关设置有一个去饱和检测电路和/或针对每个半桥设置有一个感测感应电阻器。

图5是具有去饱和感测装置70a、70b的块的示意图，其中去饱和感测利用开关1a、1b(IGBT、MOSFET或其它)本身作为电流测量部件。在正常运行中，由于开关是饱和的，因此集电极-发射极或漏极-源极电压非常低。然而，如果发生短路事件，导致开关电流过大，开关就会去饱和，并在总线电压范围内产生电压。当集电极-发射极电压高于预定阈值时，去饱和保护电路70a、70b检测到该增大的集电极-发射极电压，并向栅极驱动器/控制器9发送信号以关闭开关。

图6涉及开关1a、1b的功率线路中的电流感应电阻器71以及感测电阻器连接处的电压的电压检测器72。

当发生击穿电流时，在感测电阻器上检测到相应的大电压，如果该大电压大于预定的阈值，则向栅极/驱动器控制器发送信号以将该块中的两个开关都关闭。

当进行击穿测试时，如果没有通过去饱和感测装置检测到去饱和，这意味着没有击穿电流流过，此暗示各开关中存在开路故障。假定栅极驱动器的保护功能运行正常，则可以识别并定位存在开路故障的块。击穿测试可以在适当场合(如模块逆变器或GPI的通电和断电)执行，甚至是在线测试，因为测试持续时间在微秒内，不会导致模块逆变器的正常运行中断或对开关产生不适当的压力。

如前所述，可以利用其它检测击穿电流的装置，如半桥中的电流感应电阻。应该注意的是，检测到的故障仍然有可能来自开关的驱动电路中的故障。然而，这种故障的概率远远低于块中的开路故障，因此本方法的效率很高。

对于整个模块化逆变器的开路诊断，该方法需要在每个相腿上单独实施，并对该相腿的每个块进行处理。然而，由于不同相腿的诊断算法之间不需要交换数据，因此自诊断可以在逆变器的所有相腿上独立且同时运行。

关于块中异常温度的检测，自诊断方法可包括以下子程序。

呈现在图3和图4两者中的第一子程序是测量程序的初始化。在此子程序120中，对于相关相腿中的所有块，获取块的初始温度值，并开始自诊断。该初始化可在逆变器通电后立即进行，或在逆变器通电后预定的时间间隔后进行，或在专用于模块化逆变器故障自检测的特殊时间段内进行。在该子程序中，对在相腿中并联的所有的n个块的初始温度进行测量。

针对k＝1..n

其中，T是块温度，k是腿中的1与n个块数量之间的块数量。温度数据可以存储在图2的控制器9的短期数据存储器中。

第二子程序130是以采样间隔获取温度信号。该子程序在逆变器运行期间连续活动。该算法在以采样间隔Δt_SD限定的时间实例执行。

在t_SD ^p的第p次采样中，在相位腿中并联的n个块中的每个块中测量温度：

针对k＝1..n。温度数据存储在短期数据存储器中。可以从短期数据存储中删除数据

在图3的第一实施方式对象中。

第三子程序是在测试140确认运行点稳定(即相电流稳定)时，可以执行对可能的故障迹象的第一类监测。然后，将在逆变器稳定运行期间在以采样间隔Δt_SD135限定的时间实例中连续执行该监测，直到发现故障。

对于相腿中的每个块，该子程序在测试150中检查块的温度是否与在前一步骤中测得的温度不同，超过预定的温度偏差阈值Th。

如果不满足以下条件，则可能出现故障：

其中，Th是预定的温度偏差阈值。

如果对于块，条件没有得到满足，则在步骤155处为该块kf设定可能的故障标志FF，然后激活第四子程序160。在该子程序160中，具有可能的故障标志的块kf的温度与腿的所有其它并联块的平均温度进行比较。如果块kf的温度与其它并联块的温度差异超过预定的平均温度偏差阈值，则确认故障并在步骤165设定标志OF。

因此，如果不满足以下条件，则确认块kf上的故障：

其中，Th_AV是预定的平均温度偏差阈值。

在图4的第二实施方式对象中。

第三和第四子程序可以由第五子程序240、250、265代替，该第五子程序在每个采样时间t_SD ^p将每个块的温度与所有其它并联块的平均温度进行连续比较。这个程序可以总结为：

对于

其中块的数量k＝1..n，Th_AV是预定的平均温度偏差阈值。

如果kf块不满足条件，则在该块中检测到故障，并在步骤165处设定标志OF。这样的程序在外观上比第三子程序和第四子程序简单，但是需要比这些第三子程序和第四子程序更多的计算能力和存储器大小。将每个块与相腿的其它块的平均值进行比较的第五子程序可以用于运算能力强的控制器的情况下，或仅在特定时间使用，例如在通电时从运行开始时检测故障块，或在断电时检测在断电运行下变得故障的块。

第六子程序170、180在图3和图4的两种实现模式中是相同的，包括开路故障识别和定位。仅在使用第三和第四子程序或第五子程序检测到故障后执行该第六子程序。它用于确定故障是否真的是开路故障或其它某些故障。对于该程序，假定驱动电路运行正常。

可以定期进行击穿例程；然而这可能会给功率管芯及其接口带来压力，并且可能优选只在用基于温度调查的故障检测方法检测到故障的情况下进行这种击穿例程。

一旦检测到故障，就必须进行击穿测试，以识别和定位开路故障。击穿是由相应的半桥的栅极信号通过驱动两个开关的导通持续时间超过开关的换向时间但仍在装置安全运行区(通常低于10μs)而触发的。

如果保护电路(去饱和电路或其它击穿检测电路)没有检测到击穿，这是逆变器驱动电路的标准功能，这意味着被测试的块中的一个或两个开关存在开路故障。这样的开路故障识别是非常准确的，在步骤190处可以竖立确认的开路故障标志OFC。

如果检测到击穿，则该故障不是开路故障。因此，在这种情况下，需要启动其它程序300，以便对不属于本公开的对象的其它故障进行故障识别。

开路诊断方法算法中使用的参数。

选择采样间隔Δt_SD时的考虑因素。

应该考虑的是装置功率损失的变化反映在由安装在块上的温度感测装置测得的温度变化中所需要的时间。如果采样时间太短，那么功率损失的变化将不能完全反映在测得的温度中。因此，诊断算法将不会有效。

在这些程序之前，相关参数(例如采样间隔Δt_SD、要使用的温度阈值Th和Th_AV)的初始化步骤110应在制造逆变器的过程中或在某个初始化点完成，将数据记忆在非易失性存储器中。

在确定Δt_SD时应考虑的信息是每个开关和温度感测装置之间的热阻抗。热阻抗取决于块中使用的电力电子材料的特性以及开关相对于温度感测装置的相对位置。

块中的第i个开关与温度感测装置之间的热阻抗可以被建模为部分分数电路，也称为福斯特模型。该模型的参数可以通过FEM模拟或实验来确定。例如，此福斯特模型可以是在第i个开关与温度感测装置之间由并联连接的热电阻R_th,i和热电容C_th,i组成的一阶电路。这里假定温度感测装置的热电容可以忽略不计。在此实施例中，由于第i个开关上的损失改变，温度感测装置检测温度变化所需的时间为：

t_detect,i＝5·R_th,i·C_th,i＝5·τ_i

因此，对于采样间隔Δt_SD，应采用以下条件，允许模块中所有开关的运行变化反映在温度感测装置测得的温度变化中。

Δt_SD>max(t_detect,i),i＝1..n

其中，n是模块中半导体开关的总数量。

选择温度偏差阈值Th时的考虑因素。

即使在稳定的运行点上，在随后的两个测量实例中，健康块的测得温度预期会有小的变更。这些小的变更并不是故障的迹象。可能原因的例子：

-位于块组附近的其它电力电子元件，这些电力电子元件的温度变化会影响块的温度；

-环境温度的变化；

-测得信号中的噪声。

适当的Th值可以在健康的逆变器在恒定的运行条件下(恒定指逆变器的运行点)运行期间并在一些实例中测量特定块的温度通过实验来确定。可以针对不同的环境温度重复进行预定的运行点上的这组测量。此外，还可以在逆变器的不同运行点进行另一组测量，每组测量也针对不同的环境温度。

然后可以选择Th来适应在这些实验中观察到的健康块的所有温度变更。

选择平均温度偏差阈值Th_AV时的考虑因素。

由于源自生产和装设时的材料变更和公差的电气和机械不平衡，块之间总是存在一些小的不匹配。这种不匹配的后果是并联块之间的功率耗散的变更，这将反映在它们的温度之间的小差异中。此外，不同的块可能由于其位置和非均匀冷却而具有不同的冷却条件。

温度偏差阈值Th_AV被引入以适应块之间的这种不匹配。可以通过在不同的运行条件下运行健康的逆变器并测量所有块的温度来通过实验确定适当的值。通过这种方式可以确定测得温度的预期变更。可以相应地设定该参数，并将确保块之间的小不匹配不会导致错误的故障检测警报。

电力电子模块由于老化过程，特别是暴露在高应力下时，也会显著改变其热特性。此外，温度感测装置的特征也会随着老化而改变。因此，可能需要偶尔重复确定合适的采样间隔Δt_SD、温度偏差阈值Th和平均温度偏差阈值Th_AV的程序以适应那些变化。

这就允许进入校准程序，以确定合适的采样间隔Δt_SD、温度偏差阈值Th和平均温度偏差阈值Th_AV。这些校准程序可以在逆变器的使用寿命期间以可调整的时间间隔启动(取决于模块化逆变器或GPI的部件和用途)，因为电力电子模块和温度感测装置的特征和热特性可能会由于老化过程而变更，特别是在暴露于高应力时。

然后，完整的检测过程可以基于：

-基于对一个块上的温度突然变化的检测的检测程序A(如图3中的实施例)，该温度突然变化的检测是将每个块的当前温度减去它在前一步骤的温度，与固定的温度偏差阈值进行比较。这个程序是快速的，需要最小的计算能力，但需要检测稳定的运行，并通过将变更的块的温度与其它块的平均温度进行比较来确认故障的可能性；

或者

-检测程序B(如图4中的实施例)，其中每个块的温度减去所有其它块的平均温度，并在每个步骤与平均温度偏差阈值进行比较。将腿的所有块的温度与该腿的其它块的平均温度进行比较的此程序需要更多的计算能力，但不需要进一步的确认步骤。

在任何情况下，随后的击穿测试将允许确认开路故障的高概率。

应该注意的是，检测程序A还需要检查那些从运行开始就保持冷态且没有变更的模块。因此，如果程序A被选为连续诊断程序，则需要作出特别规定，以检测在逆变器通电时已出现开路故障的模块。为此，程序B可以只执行一次(不含元件270)。在这种情况下，可以在逆变器通电后的任何时间以及在程序A之后的连续在线诊断开始之前执行程序B。

上述针对逆变器的一条腿的程序对逆变器的其它腿重复进行。

本发明不限于所公开的实施方式，特别是子程序3、4和5可以根据特定的工作条件在不同的时间用于同一模块化逆变器。

Claims

1.一种模块化逆变器的功率开关块中开路故障的自诊断方法(100)，该模块化逆变器包括多个(k＝1...n)块(31a，32a，33a，34a，31b，32b，33b，34b，31c，32c，33c，34c)，所述多个块在相腿(5，5a，5b，5c)中并联并设置有温度传感器(6)，所述方法包括第一循环，该第一循环包括：

-采样并存储(130)由所述温度传感器在相关的采样时间t_SD以相关的采样间隔Δt_SD测量的相腿中的所述n个块(k＝1...n)的温度数据

-至少一个步骤是在采样时间

将块k的当前温度数据

与所述相腿的所有其它块的当前平均温度数据

进行比较(250)，将所述块k视为开路块kf并且如果不满足以下条件，则在所述开路块kf上竖立开路故障标志OF：

其中，Th_AV是预定的平均温度偏差阈值。

2.根据权利要求1所述的自诊断方法(100)，其中，对块k＝1至n进行块k的当前温度数据

和当前平均温度数据的所述比较(250)步骤，直到在故障块kf上竖立故障标志OF。

3.根据权利要求1所述的自诊断方法(100)，所述自诊断方法包括嵌入在所述第一循环中的第二循环，所述第二循环包括在采样时间

将每个块k的所述温度数据

与所述每个块k的前一采样和存储的温度数据

进行比较(150)，并且如果不满足以下条件，则在故障块kf上竖立(155)可能故障标志FF：

其中，Th是预定的温度偏差阈值，并且其中，对所述故障块kf进行将块k的当前温度数据

与所述相腿中其它块的当前平均温度数据

进行所述比较(160)，将所述块k视为开路块kf，并且如果不满足以下条件，则在所述开路块kf上竖立(165)开路故障标志OF：

其中，Th_AV是预定的平均温度偏差阈值。

4.根据权利要求3所述的自诊断方法，该自诊断方法包括在比较每个(k)块(k＝1..n)在采样时间

时的所述采样温度

与同一(k)块在前一采样时间

时的温度

之前等待稳定运行点(140)作为所述稳定运行点的第三循环。

5.根据权利要求1所述的自诊断方法，其中，如果针对块k＝1至n满足

则所述自诊断方法包括等待Δt_SD(135)并重复所述第一循环。

6.根据权利要求3所述的自诊断方法，其中，如果针对块kf满足

则所述自诊断方法包括等待Δt_SD(135)并重复所述第一循环。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的自诊断方法，该自诊断方法包括初始化过程(120)，其中，在所述模块化逆变器通电后，或者在所述模块化逆变器通电后预定的时间间隔后，或者在专用于所述模块化逆变器故障自检测的特殊时间段内，针对所述相腿(5)中并联的所有n个块，测量并存储初始温度值

8.根据前述权利要求中的任一项所述的自诊断方法，该自诊断方法包括在存储

温度值时，删除在采样时间

存储的前一温度数据。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的自诊断方法，其中，所述采样间隔Δt_SD被设定为大于所述模块化逆变器块中相关热时间常数的最大热时间常数，所述自诊断方法包括校准程序以确定合适的采样间隔Δt_SD、合适的温度偏差阈值Th和合适的平均温度偏差阈值Th_AV，并且包括具有所述采样间隔Δt_SD、温度偏差阈值Th和平均温度偏差阈值Th_AV的初始化程序(110)。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的自诊断方法，其中，所述块包括顶部开关(1a)和底部开关(1b)以及用于每个所述开关的击穿感测装置，所述开路故障检测程序包括通过触发击穿测试(170)来识别和定位所述故障，该击穿测试是通过利用其上竖立有开路标志OF的块的驱动电路(7a，7b)将所述块的顶部开关和底部开关两者都驱动到导通状态，该导通状态的持续时间超过所述开关(1a.1b)的换向时间，但在所述开关的安全运行区内，并且测试击穿电流的存在(180)，如果没有检测到击穿电流，则在所述多个块中的所述块上竖立确认的开路故障标志OFC(180)，并且其中，如果在测试击穿电流的存在(180)时检测到击穿电流，则启动其它诊断程序(300)。

11.一种自诊断方法，所述自诊断方法包括对所述转换器的每条腿重复根据前述权利要求中的任一项所述的程序。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的自诊断方法，该自诊断方法包括将故障检测信息FF和/或OF和/或OFC传输到远程调查计算机。

13.一种计算机化调查系统，所述计算机化调查系统用于实施根据前述权利要求中的任一项所述的自诊断方法，所述计算机化调查系统包括：处理器；包括实施所述自诊断方法的程序的程序存储器；用于存储和处理温度值、故障检测数据和程序数据的数据存储器；所述温度传感器的连接线路，用于向所述计算机化调查系统传输温度测量值，所述连接线路包括所述击穿检测装置的连接线路和与所述模块化逆变器的一个驱动块或多个驱动块连接的控制线路。

14.一种模块化逆变器，所述模块化逆变器包括逆变器电子控制单元(9)，其中，根据权利要求13所述的计算机化调查系统结合在所述逆变器电子控制单元中。