【摘要】：變頻器以其優(yōu)越的性能，被廣泛應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域。然而，作為電力電子產(chǎn)品，變頻器會(huì)出現(xiàn)各種故障。變頻器一旦發(fā)生故障，就會(huì)給生產(chǎn)和人身安全帶來巨大的隱患。提高系統(tǒng)的可靠性勢(shì)在必行，提高變頻器的可靠性體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面需要快速的診斷出故障，并定位故障信息，方便維修；另一方面在故障后盡可能讓變頻器繼續(xù)運(yùn)行。變頻器的故障類型很多，其中速度傳感器故障，電流傳感器故障和開關(guān)管故障比較常見，本文對(duì)這三種故障類型進(jìn)行研究。 首先，針對(duì)多開關(guān)管的故障診斷，提出了兩種診斷方法：改進(jìn)的三相平均電流法和改進(jìn)的基于傅立葉變換的歸一化三相平均電流法。改進(jìn)三相平均電流法在傳統(tǒng)的三相平均電流法基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，提出了新的算法，并且通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)驗(yàn)證了方法的有效性。改進(jìn)的基于傅立葉變換的歸一化三相平均電流法是在傳統(tǒng)方法進(jìn)行改進(jìn)，應(yīng)用新的算法和診斷策略，使其在不同負(fù)載下對(duì)多個(gè)開關(guān)管開路故障均能有效定位。本文對(duì)改進(jìn)的基于傅立葉變換的歸一化三相平均電流法中閾值的選取和診斷方法進(jìn)行了數(shù)學(xué)推導(dǎo)，最后在Matlab/Simulink仿真平臺(tái)上對(duì)這兩種方法進(jìn)行了驗(yàn)證。 其次，深入研究了單電流傳感器矢量控制方法，對(duì)前人方法進(jìn)行改進(jìn)，將 兩個(gè)軸向的電流誤差量引入到龍貝格觀測(cè)器中，并且對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行了數(shù)學(xué)推導(dǎo)，得到觀測(cè)器的誤差矩陣。改進(jìn)后的方法不僅可以運(yùn)行在低速狀態(tài)，而且在中高速下可以正常運(yùn)行。通過Matlab/Simulink仿真平臺(tái)驗(yàn)證了該方法的有效性。 最后，設(shè)計(jì)了一種基于滑模控制的速度觀測(cè)器。該觀測(cè)器在模型參考自適應(yīng)觀測(cè)器的基礎(chǔ)上，通過李亞普諾夫穩(wěn)定性推導(dǎo)，得到速度的表達(dá)式。然后通過Matlab仿真平臺(tái)搭建感應(yīng)電機(jī)模型，通過仿真驗(yàn)證了本文所提方法的有效性。該方法抗干擾性好，觀測(cè)準(zhǔn)確性較高，且不需要復(fù)雜的增益系統(tǒng)調(diào)節(jié)。 針對(duì)上面的研究?jī)?nèi)容，，搭建了基于dSPACE的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，該平臺(tái)具有模擬開關(guān)管開路故障的功能。通過實(shí)驗(yàn)，對(duì)多開關(guān)管的開路故障診斷方法和單電流傳感器矢量控制方法進(jìn)行了驗(yàn)證。
[Abstract]:Frequency converter is widely used in industrial field because of its superior performance. However, as a power electronics product, the frequency converter will appear a variety of faults. Once frequency converter breaks down, it will bring huge hidden trouble to production and personal safety. It is imperative to improve the reliability of the system. There are two aspects to improve the reliability of the inverter: on the one hand, we need to quickly diagnose the fault, and locate the fault information to facilitate maintenance; on the other hand, let the frequency converter continue to run as much as possible after the failure. There are many fault types of frequency converter, among which speed sensor fault, current sensor fault and switch tube fault are common. Firstly, two methods are proposed for fault diagnosis of multi-switch transistors: the improved three-phase average current method and the improved Fourier transform based normalized three-phase average current method. The improved three-phase average current method is improved on the basis of the traditional three-phase average current method, and a new algorithm is proposed, and the validity of the method is verified by mathematical derivation. The improved normalized three-phase average current method based on Fourier transform is improved by the traditional method. The new algorithm and diagnosis strategy are used to locate the open circuit faults of multiple switches under different loads. In this paper, the mathematical derivation of the threshold selection and diagnosis method in the improved Fourier transform based normalized three-phase average current method is carried out. Finally, the two methods are verified on the Matlab/Simulink simulation platform. Secondly, the single current sensor vector control method is deeply studied, and the former methods are improved, two axial current errors are introduced into the Romberg observer, and the stability of the system is derived mathematically. The error matrix of the observer is obtained. The improved method can not only run at low speed, but also can run normally at medium and high speed. The effectiveness of the method is verified by Matlab/Simulink simulation platform. Finally, a speed observer based on sliding mode control is designed. Based on the model reference adaptive observer, the expression of velocity is derived by Lyapunov stability. Then the induction motor model is built on the Matlab simulation platform, and the effectiveness of the proposed method is verified by simulation. The method has the advantages of good anti-interference, high accuracy and no complicated gain system adjustment. In view of the above research content, the experimental platform based on dSPACE is built, which has the function of simulating the open circuit fault of switch tube. The open circuit fault diagnosis method and single current sensor vector control method are verified by experiments.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM921.51

【共引文獻(xiàn)】

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5 陳禮根;;基于降階擴(kuò)展卡爾曼濾波的感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速估計(jì)[A];第八屆全國電技術(shù)節(jié)能學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

6 邢琰;吳宏鑫;;閉環(huán)控制系統(tǒng)的故障可檢測(cè)性研究[A];2005年中國智能自動(dòng)化會(huì)議論文集[C];2005年

7 劉菁;劉曉華;;不確定時(shí)滯系統(tǒng)的約束RMPC容錯(cuò)控制器[A];2011年中國智能自動(dòng)化學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第一分冊(cè)）[C];2011年

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4 王樂英;無刷雙饋電機(jī)直接反饋控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)方法的研究[D];天津大學(xué);2012年

5 沈軍民;紡機(jī)專用變頻器的矢量變頻調(diào)速控制技術(shù)研究[D];東華大學(xué);2011年

6 徐松;廣義Hamilton系統(tǒng)的魯棒控制與應(yīng)用[D];電子科技大學(xué);2012年

7 耿加民;微型燃?xì)廨啓C(jī)控制與電力變換系統(tǒng)研究[D];東北大學(xué);2009年

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3 潘胤卓;艦炮自動(dòng)化彈庫交流伺服系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

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5 李翔宇;直流電動(dòng)機(jī)精確控制算法的研究[D];沈陽理工大學(xué);2010年

6 孟兆博;基于MRAS異步電機(jī)無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)的研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2010年

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9 黃雨;無速度傳感器矢量控制技術(shù)在變頻洗衣機(jī)上的應(yīng)用[D];河南理工大學(xué);2011年

10 徐煒;六相永磁容錯(cuò)電機(jī)開路故障補(bǔ)救策略研究[D];大連海事大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2155809