功率變流器的典型故障機(jī)理分析與診斷策略研究.pdf

1、近年來，隨著可控硅的飛速發(fā)展，功率變流裝置控制系統(tǒng)的研發(fā)也得到了突飛猛進(jìn)的提高，其中以具有高速通斷頻率的全控型IGBT作為開關(guān)器件的功率變流器為代表，廣泛應(yīng)用在工業(yè)制造和國民生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。同時(shí)，伴隨著功率變流裝置支柱地位的不斷升高，人們更加關(guān)注于其安全、可靠、高效的運(yùn)行過程。然而功率變流器的故障時(shí)有發(fā)生，因此有必要對(duì)其的故障進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，達(dá)到快速高效的診斷目的，有利于提高系統(tǒng)的可靠性，提高系統(tǒng)設(shè)備的使用率。
　　本課題著重研究功

2、率變流裝置中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)——PWM整流器的故障診斷。PWM整流器的故障大多集中在其整流橋臂上，主要是功率器件IGBT的開路、短路故障，特別是開路故障，由于其故障特征不明顯，潛在危害較大、不易被發(fā)現(xiàn)等的特點(diǎn)，成為PWM整流器故障診斷的重點(diǎn)研究對(duì)象。因此，本文基于整流橋臂上功率器件的門極信號(hào)與整流橋上的故障電壓特征，針對(duì)PWM整流器中發(fā)生單管開路故障，實(shí)現(xiàn)無差異故障診斷的目的。
　　本文選擇具有代表性的三相電壓型PWM整流器為主要研

3、究對(duì)象，首先對(duì)其在正常情況下，整流橋上單相、兩相、三相整流橋臂上的工作方式進(jìn)行了詳細(xì)的分析，得出了其正常工作時(shí)的一些性能指標(biāo);然后針對(duì)整流橋臂上發(fā)生單管開路故障情況，通過提取故障信息，建立故障特征向量，進(jìn)而提出了以門極信號(hào)為參考點(diǎn)的兩種故障診斷方法:基于門極信號(hào)和單相集射極電壓的故障診斷方法和基于門極信號(hào)和兩相線電壓的故障診斷方法。最后通過仿真驗(yàn)證，表明這兩種方法在不同的控制算法中都能達(dá)到精準(zhǔn)診斷的目的，得到的結(jié)果與所提出的理論相一致。