目前我國電氣化鐵路發(fā)展迅速,交-直-交型動車組和電力機(jī)車都被廣泛應(yīng)用,列車的動力牽引傳動系統(tǒng)在列車運(yùn)行中起著非常重要的作用。牽引變流器的IGBT是牽引傳動系統(tǒng)中最薄弱的器件,由于牽引變流器運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜,影響因素較多,常常出現(xiàn)IGBT的開路或者短路故障,故障占比達(dá)牽引變流器所有故障的60%^[1],嚴(yán)重影響列車的安全行駛。據(jù)2009-2013年武廣線CRH₃（中國高速鐵路3型）動車組數(shù)據(jù)統(tǒng)計,牽引變流器中單相PWM整流器中的IGBT故障占比最大。針對這一現(xiàn)實(shí)問題,以CRH₃牽引變流器為研究對象,建立CRH₃型動車組的數(shù)學(xué)模型,分析正常情況下單相PWM整流器開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)以及運(yùn)行方式,及單管雙管故障情況下整流器網(wǎng)側(cè)電流的流通路徑以及整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化。從模型解析和信號分析兩個角度出發(fā),分別采用了基于狀態(tài)估計器的故障診斷和基于譜峭度與平均電流法的故障診斷的方法,給出故障判據(jù)和診斷流程,仿真驗(yàn)證了這兩種方法的有效性。主要研究內(nèi)容如下:（1）結(jié)合運(yùn)營中動車組的實(shí)際參數(shù),建立了CRH₃型... 

【文章頁數(shù)】：53 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 課題研究現(xiàn)狀
        1.2.1 基于模型解析的故障診斷
        1.2.2 基于信號分析的故障診斷
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 單相PWM整流器建模與故障分析
    2.1 單相PWM整流器系統(tǒng)簡介
    2.2 單相PWM整流器數(shù)學(xué)建模
    2.3 IGBT開路故障分析
        2.3.1 IGBT單管開路故障分析
        2.3.2 IGBT雙管開路故障分析
    2.4 小結(jié)
3 基于模型解析的故障診斷
    3.1 基于模型解析故障診斷的基本原理
    3.2 故障殘差分析
    3.3 故障診斷流程
        3.3.1 診斷思路
        3.3.2 診斷流程
    3.4 仿真分析
    3.5 本章小結(jié)
4 基于信號分析的IGBT開路故障診斷
    4.1 改進(jìn)譜峭度及平均電流法
        4.1.1 改進(jìn)譜峭度
        4.1.2 平均電流法
    4.2 故障診斷判據(jù)及流程
    4.3 仿真驗(yàn)證
    4.4 故障診斷性能分析
        4.4.1 噪聲影響分析
        4.4.2 窗函數(shù)影響分析
        4.4.3 網(wǎng)壓突變影響分析
        4.4.4 診斷時間分析
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]單相PWM整流器IGBT及直流側(cè)電容故障診斷方法[J]. 劉建強(qiáng),劉傳鐸,王軼歐,劉小虎,齊洪峰.  電工技術(shù)學(xué)報. 2019(S1)
[2]考慮故障閥臂封鎖條件下的VSC-HVDC換流器故障診斷算法[J]. 孫曉云,高鑫,同向前.  電力自動化設(shè)備. 2018(10)
[3]基于改進(jìn)固有時間尺度分解和譜峭度的軸承故障診斷方法[J]. 張穎,張超,王天正,俞華,白鷺,郝捷.  太陽能學(xué)報. 2017(03)
[4]基于雙線性觀測器的雙饋風(fēng)電機(jī)組變流器功率管開路故障診斷[J]. 趙洪山,程亮亮.  電力自動化設(shè)備. 2017(03)
[5]基于狀態(tài)觀測器的單相整流系統(tǒng)傳感器故障診斷與容錯控制方法[J]. 茍斌,蒲俊楷,葛興來,馮曉云.  鐵道學(xué)報. 2017(02)
[6]整流器主電路開路故障診斷及容錯控制研究[J]. 成庶,李蔚,陳特放,丁榮軍,張桂新.  電工技術(shù)學(xué)報. 2016(13)
[7]基于輸入電流的牽引變流器開關(guān)管開路故障診斷方法[J]. 陳怡恬,陳特放,成庶,陳高華,王晗.  電氣工程學(xué)報. 2016(05)
[8]基于小波包與SVM的風(fēng)電變流器故障診斷[J]. 沈艷霞,周文晶,紀(jì)志成,吳定會.  太陽能學(xué)報. 2015(04)
[9]一種PWM整流器IGBT開路故障診斷方法[J]. 高鑫哲,杜明星,魏克新.  電氣傳動. 2014(07)
[10]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(yīng)用[J]. 李寧,李穎暉,朱喜華,雷洪利,俞佳.  電工技術(shù)學(xué)報. 2014(06)

博士論文
[1]電力牽引變流器故障診斷與容錯控制技術(shù)研究[D]. 茍斌.西南交通大學(xué) 2016
[2]三相電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)中逆變器障診斷與容錯控制策略研究[D]. 安群濤.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011

碩士論文
[1]基于混雜模型的牽引逆變器開路故障診斷研究[D]. 胡冉冉.西南交通大學(xué) 2018
[2]高速鐵路多車并聯(lián)系統(tǒng)低頻穩(wěn)定性研究[D]. 廖一橙.西南交通大學(xué) 2018
[3]基于信號處理的牽引逆變器IGBT的故障診斷方法研究[D]. 林雙雙.西南交通大學(xué) 2018
[4]基于混合邏輯動態(tài)模型的單相PWM整流器IGBT開路故障診斷[D]. 蒲俊楷.西南交通大學(xué) 2017



本文編號：3732344