【摘要】：在電力電子技術高度發(fā)達的當今社會,三相電壓源逆變器VSI(Voltage source inverter)的應用領域從小型電器一直到電動汽車、飛機、高壓電廠以及工業(yè)和生產過程中所需的電氣傳動系統(tǒng),它是電氣能量轉換系統(tǒng)中不可或缺的一部分。對于任何先進的工業(yè)電氣系統(tǒng)來說,電力電子逆變器的可靠性和安全性是至關重要的,因此研究逆變器的安全運行和可靠工作對于提高系統(tǒng)穩(wěn)定性以及避免不必要的損失是非常有意義的。本文主要研究VSI開路診斷策略,針對普遍研究的電壓法和電流法存在的問題以及缺陷,設計了新的VSI開關管開路故障診斷方法,并完成實驗平臺設計以及實驗分析驗證。本文的主要研究內容如下:(1)為了設計有效的VSI故障診斷方法,首先分析逆變器運行模式以及其在故障前后基于電流的特征變化和基于電壓的特征變化,為下文研究的策略方法做好鋪墊。(2)為了克服傳統(tǒng)的基于電流矢量頻率的逆變器故障診斷方法不能定位出故障開關的缺點和提高基于電流的開路故障診斷方法的速度,本文提出了基于電流矢量特征分析的VSI診斷與定位策略。研究電流矢量瞬時頻率變化特征和瞬時角度變化特征,以及結合一個基于平均值的變量,在此基礎上完成VSI診斷與定位。(3)為了保證基于電壓的VSI開路故障診斷方法的快速性并且使其具有低成本的特點,本文提出了基于VSI下功率器件電壓特征分析的方法,提出了基于光耦的特征提取電路,直接對VSI電壓進行特征進行采集,得到下管電壓特征后,再利用特定的運算得到故障定位信號。(4)最后,設計了dSPACE控制的四橋臂容錯逆變器拓撲,設計了目標電流采樣電路和目標電壓采樣電路并且完成了基于下管電壓特征分析的診斷電路搭建,最終實現了dSPACE控制的冗余容錯逆變器設計。實驗和仿真結果表明:所搭建的基于dSPACE的四橋臂容錯拓撲有效地完成了所提出的逆變器故障診斷方法的實驗驗證�；陔娏魇噶刻卣鞣治龅腣SI快速故障診斷與定位方法定位出故障開關需要的最短時間小于15%的電流基波周期,需要的最長時間小于65%的電流周期,克服了傳統(tǒng)的基于電流的故障診斷方法診斷速度慢的問題,同時克服了傳統(tǒng)的基于電流矢量頻率的診斷方法不能定位出故障開關的缺點�；赩SI下功率管電壓故障診斷方法,診斷成本非常低,因為它不需要利用傳統(tǒng)的電壓傳感器,并且不需要定義閾值,僅僅是分析目標電壓特征,進一步提高了可靠性;其診斷速度極快,甚至小于一個驅動信號周期。
【圖文】：

圖 4-26 a 相下管電壓特征波形以 VT1為例分析故障診斷可靠性，圖 4-27 和圖 4-28 為 VT1驅動信號和下管特征波形，波形 1 為驅動信號 g1，，波形 2 為下管電壓特征波形。圖 4-27 表明看出實驗中可以獲得有效的電壓特征波形以及驅動信號波形，通過它們之間的邏輯運算就能有效實驗故障診斷定位，但是，由前邊的實驗結果可以看出管在開通關斷的過程中存在著延時的情況，因此導致了電壓特征波形延遲于信號，如圖 4-28。為了解決延遲帶來的故障誤診斷，本文采用驅動信號延遲式的方式，使得這兩個信號波形同步。

圖 5-16 基于 HCPL-7840 的母線電壓采樣電路根據上述電路，搭建的實驗硬件電路如圖 5-17。圖 5-17 基于 HCPL-7840 的母線電壓實際采樣電路
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM464

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 于生寶;何建龍;王睿家;李剛;蘇發(fā);;基于小波包分析和概率神經網絡的電磁法三電平變換器故障診斷方法[J];電工技術學報;2016年17期

2 張曉光;李正熙;;無電壓傳感器逆變器開路故障診斷方法[J];電機與控制學報;2016年04期

3 高宏偉;蘇健勇;楊貴杰;;基于極電壓誤差標準化的五相逆變器開路故障診斷方法[J];中國電機工程學報;2016年03期

4 崔江;王強;龔春英;;結合小波與Concordia變換的逆變器功率管故障診斷技術研究[J];中國電機工程學報;2015年12期

5 耿乙文;李偉;王凱;;一種三相光伏并網逆變器故障診斷方法[J];電工技術學報;2014年S1期

6 李寧;李穎暉;朱喜華;雷洪利;俞佳;;混雜系統(tǒng)理論及其在三相逆變電路開路故障診斷中的應用[J];電工技術學報;2014年06期

7 李寧;李穎暉;朱喜華;雷洪利;俞佳;;新型容錯逆變器的混雜系統(tǒng)建模與故障診斷[J];電機與控制學報;2012年09期

8 姜保軍;安群濤;;基于運行模式分析的逆變器功率管開路故障診斷方法[J];中國電機工程學報;2012年24期

9 楊勇;王立志;樊波;董明;;基于優(yōu)化神經網絡的三相全控整流電路故障診斷[J];現代電子技術;2011年09期

10 安群濤;孫力;孫立志;趙克;;三相逆變器開關管故障診斷方法研究進展[J];電工技術學報;2011年04期

相關碩士學位論文 前2條

1 賀小玉;基于dSPACE的ALA轉子電機直接轉矩控制系統(tǒng)研究[D];華中科技大學;2012年

2 李杭新;基于dSPACE的感應電機直接轉矩控制系統(tǒng)的研究與設計[D];浙江大學;2008年

本文編號：2564051