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電力電子變換器主電路拓?fù)浔孀R(shí)型

第26卷 第6期 2006年3月 中 國(guó) 電 機(jī) 工 程 學(xué) 報(bào)

Proceedings of the CSEE Vol.26 No.6 Mar. 2006

©2006 Chin.Soc.for Elec.Eng.

文章編號(hào)：0258-8013 (2006) 06-0055-06 中圖分類號(hào)：TM46 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 學(xué)科分類號(hào)：470 4054

電力電子變換器主電路拓?fù)浔孀R(shí)型

馬 皓，張志學(xué)

（浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院，浙江省，杭州市，310027）

Topology Identification for Power Electronic Circuits

MA Hao，ZHANG Zhi-xue

（Zhejiang University，Hangzhou 310027，Zhejiang Province，China）

ABSTRACT: This paper proposed two identification methods of circuit topology for power electronic circuits. First, Based on the fundamental element that the state of a switch can be estimated by itself current, an identification approach can be realized by measuring a set of topology linearity irrelevant circuit state variables. With the fact that there are some topology vectors that vary with different formula in each circuit topology, another identification way can be carried out by selecting and measuring the best topology vectors. The two identification methods are applied to complicated or simple power electronic circuits, respectively.

KEY WORDS: power electronics; circuit topology identification; branch topology relationship; topology vector; relative branch

摘要：針對(duì)電力電子主電路拓?fù)浔孀R(shí)這一目標(biāo)，提出了兩種辨識(shí)方法。首先，，利用開關(guān)支路電流變量為零或非零的信息可確定開關(guān)通斷狀態(tài)這一基本原理，通過(guò)檢測(cè)一組拓?fù)渚�性無(wú)關(guān)的開關(guān)支路電流變量，可以實(shí)現(xiàn)電力電子電路的拓?fù)浔孀R(shí)。另一方面，基于電路的拓?fù)湎蛄吭诓煌娐吠負(fù)渲凶兓?guī)律各不相同的基本事實(shí)，通過(guò)對(duì)最簡(jiǎn)拓?fù)湎蛄康倪x取、驗(yàn)算及監(jiān)測(cè)，可依據(jù)較少的檢測(cè)量而實(shí)現(xiàn)電力電子電路的拓?fù)浔孀R(shí)。這兩種方×法分別適用于復(fù)雜或簡(jiǎn)單的電力電子電路。

關(guān)鍵詞：電力電子;電路拓?fù)浔孀R(shí)；拓?fù)潢P(guān)聯(lián)關(guān)系；拓?fù)湎蛄�；關(guān)聯(lián)支路。

障診斷方法主要有：基函數(shù)法[1]、信號(hào)處理法[2-4]、

人工智能法[5-8]、狀態(tài)觀測(cè)器法[9]等。這些方法的共同缺點(diǎn)是：它們均是針對(duì)某個(gè)(或類)具體電路推導(dǎo)而來(lái)，通用性不強(qiáng)，推廣應(yīng)用有一定困難。針對(duì)這一現(xiàn)狀，文獻(xiàn)[10]依據(jù)電力電子電路的混雜系統(tǒng)本質(zhì)，提出了一種新型的通用電力電子電路故障診斷方法，理論表明，該方法具有良好的通用性。

作為一個(gè)典型的混雜系統(tǒng)[11-12]，電力電子主電路在不同時(shí)段中，分別以不同的電路拓?fù)溥\(yùn)行。從文獻(xiàn)[10]可以看出：故障診斷的基本前提是確定電路在任意時(shí)刻工作的實(shí)際拓?fù)洌环练Q這一任務(wù)為電力電子電路的拓?fù)浔孀R(shí)。目前，電力網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浔孀R(shí)研究較 多[13-15]，但針對(duì)電力電子主電路的拓?fù)浔孀R(shí)還尚未見到正式文獻(xiàn)。由于電力電子器件的開關(guān)時(shí)間遠(yuǎn)比穩(wěn)態(tài)時(shí)間短，因此可以假定器件開關(guān)時(shí)間為零。本文將傳統(tǒng)的電路分析推廣到電力電子電路分析中來(lái)，按照“利用盡可能少的檢測(cè)信息來(lái)實(shí)現(xiàn)電路拓?fù)浔孀R(shí)”這一基本原則，分別利用開關(guān)元件信息和非開關(guān)元件信息實(shí)現(xiàn)了電力電子電路的任意運(yùn)行時(shí)刻的拓?fù)浔孀R(shí)。使得文獻(xiàn)[10]所述方法真正具備了可行性。

1 利用開關(guān)元件信息實(shí)現(xiàn)拓?fù)浔孀R(shí)

1.1 拓?fù)浔孀R(shí)的基本原理

電力電子電路任意時(shí)刻的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由電路中各個(gè)電力電子開關(guān)器件的通斷狀態(tài)決定。因此，如果能將電路中所有電力電子開關(guān)器件的通斷狀態(tài)確定，就能夠?qū)崿F(xiàn)電路的拓?fù)浔孀R(shí)。

一個(gè)電力電子開關(guān)器件的通斷狀態(tài)，可以利用該開關(guān)支路的電流來(lái)判定：如果該支路的電流在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)為零，可推斷該開關(guān)器件在這一時(shí)間段內(nèi)處于關(guān)斷狀態(tài)；如果該支路的電流非零，則可認(rèn)為該器件處于導(dǎo)通狀態(tài)。這里電流為零的概念應(yīng)理

0 引言

近年來(lái)，電力電子技術(shù)在微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的推動(dòng)下獲得了異常迅猛的發(fā)展和廣泛應(yīng)用。作為電力電子技術(shù)的一個(gè)組成部分，電力電子電路故障診斷技術(shù)同樣也得到了廣泛的重視。目前的故

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(50207008)，浙江省自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(Z104441)。

Project supported by National Natural Science Foundation of China(50207008) and Natural Science Foundation Key Project of Zhejiang Province(Z104441)．

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