开关磁阻电机功率变换器容错控制方法

功率变换器是开关磁阻电机驱动系统易出现故障机构之一,为提高该驱动系统可靠性与容错性,本文以不对称半桥型功率变换器为研究对象,针对功率管短路与开路故障分别提出不同在线容错控制方法.通过对调故障相两功率管工作状态实现斩波功率管短路故障容错控制,基于细菌觅食算法(bacterial foraging algorithm)优化的PI速度控制器来降低转矩脉动以消除常闭功率管短路故障造成的恶性影响,并通过实时在线调整非故障相的导通角与关断角实现功率管开路故障容错控制.仿真与实验结果表明,所提方法能够根据故障诊断详情及时进行在线容错控制,且容错效果良好,无需增加任何硬件结构,操作简单易行,可避免故障运行造成的恶性影响.     

光伏微逆变器电流传感器和功率管开路故障诊断

当电流传感器出现性能蜕化、故障或失效时,光伏微逆变器系统的输出会受到严重影响,甚至微逆变器系统其他部件有可能被直接损坏而导致整个系统永久失效;微逆变器系统中反激式变换器功率管的开路故障会引起2个交错支路电流不平衡,导致输出电流波形畸变率变大.为此,提出一种基于状态观测器的光伏微逆变器电流传感器和功率管开路故障诊断方法.建立两路反激式变换器的数学模型;构建状态观测器以实现对两路反激式变换器原边电流的在线估计,并生成残差;将残差与阈值进行比较,实现对微逆变器系统中电流传感器与功率管的实时故障诊断.仿真结果验证该方法可行且有效.     

基于Park变换的三电平逆变器开路故障诊断

针对现有二极管钳位式(NPC)三电平逆变器开路故障诊断方法存在计算量大、准确率受噪声和负载等影响的问题,提出了一种基于Park变换的三电平逆变器开路故障诊断方法。对三电平逆变器三相输出电流进行Park变换,计算平均电流Park矢量;利用滑动窗口取得单周期电流信号,根据逆变器电路结构分析IGBT故障时输出电流变化;采用迭代法确定平均电流Park矢量模值的阈值,结合相角和模值进行三电平逆变器功率管13种开路故障的识别和定位。仿真结果表明,该方法故障诊断准确率达到了98.31%。与传统的开路故障诊断方法相比,该方法不需要对13种开路故障数据进行学习和训练,大大减少了计算量,提高了故障诊断效率和准确率。     

功率变换器的容错设计及验证

为提高航空开关磁阻发电系统的可靠性,对系统中功率变换器常见的开路故障进行分析。结合不对称半桥式功率变换器各相独立的优势,设计一种容错型功率变换器。利用空闲相功率器件代替故障相功率器件实现功率变换器的开路故障容错。搭建容错型开关磁阻起动/发电系统的仿真实验平台和硬件实验平台进行实验验证,结果表明,该容错型功率变换器具有较好的容错性能,容错后系统的输出电压最大脉动幅度在6 V以内,满足标准的要求。     

基于物联网的分布式电动机故障诊断与保护系统研究

针对传统的电动机保护装置无法实现早期故障诊断、不具备联网功能的问题,提出了一种基于物联网和支持向量机算法的分布式电动机故障诊断与保护系统的设计方案。该系统的下位机利用对称分量法将采集到的电动机定子电流进行分解,根据电流分量值判断故障类型来实现电动机的现场保护,并将定子电流数据通过ZigBee技术发送至嵌入式网关,通过GPRS网络实时上传给上位机;上位机通过小波包分解提取故障特征向量,采用支持向量机对电动机故障进行分类,实现故障早期诊断和预测。实际运行结果表明,该系统能准确诊断电动机故障并实施有效的综合保护。     

异步电动机故障保护在采煤机中的应用与研究

分析了异步电动机的常见故障特征和现有采煤机电动机保护方法;针对采煤机截割电动机恒功率保护及阶段式定时限保护未考虑电动机过载承受能力和电流动态性以及断相故障保护中故障判据不准确的问题,应用对称分量法理论,提出了连续型和离散型反时限过载保护方法及基于负序、零序电流检测的不对称故障保护方法,进一步提高了采煤机的运行可靠性。     

基于改进瞬时功率法的电动机故障诊断

从采集的鼠笼异步电动机定子电流出发,建立了流方的概念,通过故障电流的自乘方放大并转移故障特征频率。根据瞬时功率的概念提出了基于改进瞬时功率法的电动机故障诊断方法,通过理论推导分别提取了转子断条故障和转子偏心故障在流方中的特征频率分量,有效地克服了转子断条故障特征频率容易被基频淹没的缺点,实现了对转子断条、偏心、复合等故障的辨别诊断。该方法与传统瞬时功率法相比,采集的数据量减半,避免了电压波动和采样误差对瞬时功率的影响。     

基于一模分量的矿井高压电网故障区段定位方法

矿井高压电网发生单相接地故障后,快速识别故障区段对矿井电网的安全稳定运行具有重要意义。现有配电网故障区段定位研究鲜少涉及矿井高压电网,而传统稳态法用于中性点经消弧线圈接地系统时存在定位死区,暂态法需配合选相装置使用且存在故障特征量随时间衰减的缺点。通过分析矿井高压电网单相接地故障附加状态下经Clark变换得到的电流一模分量特征,得出故障点上游电流一模分量明显大于故障点下游、电流一模分量不受故障相及消弧线圈电流影响的结论,从而提出一种无需选相、基于一模分量的矿井高压电网故障区段定位方法。该方法利用Clark变换得到矿井高压电网故障附加状态下各监测点的电流一模分量,计算各区段两侧的电流一模分量幅值差值,根据故障路径在分支节点处的电流一模分量幅值差值最小确定故障路径,再依据故障区段两侧电流一模分量幅值差值在故障路径上最大确定故障区段。仿真及实验结果表明,该方法在矿井高压电网任一相发生单相接地故障时均能实现准确的故障定位,不受故障初始角、故障接地电阻、故障位置和系统运行方式的影响。     

矿井10kV电网单相接地故障定位的研究

针对现有故障定位方法中所测的工频故障电流微弱与电弧不稳定等问题,提出了一种基于参数识别的故障定位新方法。该方法采用集中参数的Γ模型建立单相接地故障的故障点定位时域方程,并利用暂态时域信息通过最小二乘优化算法来识别出故障点位置。EMTP仿真实验结果验证了在不同故障条件下该方法的准确性。     

一种PWM结合PFM的ZVS准谐振变换器

准谐振变换器可以实现功率器件的零电压或零电流开关,但要得到稳定输出电压需采用脉冲频率调制(PFM),这给功率电路参数设计和系统稳定性带来困难,本文研究一种PFM结合PWM的控制模式来调节准谐振变换器输出电压,并实现其开关管的软开关,该控制方案与电压调节器协调工作,调节功率管驱动信号的脉宽和频率,保证了软开关条件和降低导通损耗,实现高频高效的功率变换。建立了100W升压准谐振变换器样机,实验结果验证了该控制方案的可行性。     

基于半动态拓扑优化算法的地铁车辆高压供电电路过流故障同步诊断方法

地铁车辆处于复杂的运行环境中,高压供电电路很容易发生过流故障,为迅速辨识过流故障类型,设计了一种基于半动态拓扑优化算法的地铁车辆高压供电电路过流故障同步诊断方法。应用半动态拓扑优化算法,构建模态坐标空间内高压供电电路的电流微分运动模型。结合粒子群算法与优化VDM分解方法,提取模型的过流故障特征。基于BP神经网络与遗传算法构建过流故障同步诊断模型,实现高压供电电路过流故障的同步诊断。案例测试结果表明,该方法对于变压器过流故障、变流器过流故障以及弓网接触不良故障的诊断都比较准确,特别是对于变压器与变流器的过流故障诊断十分准确。     

基于小波包分形的电力电子故障诊断方法

针对现有电力电子故障诊断的问题,提出了一种基于小波包分形的电力电子故障的诊断方法.首先使用3层小波包对电路输出电压波形进行分解、消噪和重构等预处理,以获得不同频带的重构信号,然后再计算各个重构信号的分形维度,提取出相应的故障特征;最后以此作为输入数据来训练支持向量机,实现电力电子故障的诊断.以三相整流电路为例进行实验,实验结果表明该方法能有效地提取电力电子故障诊断的故障特征,提高故障诊断的准确率,可有效地应用于电力电子系统的故障诊断.     

基于MapReduce并行处理的机电特种设备故障诊断系统设计

针对直流接地故障检测系统检测结果误差大的问题,提出了基于MapReduce并行处理的机电特种设备故障诊断系统设计;根据系统总体架构,将硬件结构分为故障检测显示单元和数据处理及传输单元;整流电流,使用二极管整流装置设计集流故障检测指示电路;采用多层差分电路获取脉冲信号,以低电平电压位置的故障检测器作为检测点,设计电流突变检测模块;使用DH08型号开关状态检测模块,具有8路交流输入,由此检测设备断电故障;选配6AU1410-0AB00-0AA0型西门子报警模块,对故障点进行报警处理;设计MapReduce执行流程,分析4个MapReduce作业训练过程,计算数据属性特征词在每个故障类中的频率值,由此完成故障诊断;以轴承故障为例,进行实验验证分析;由实验测试结果可知,该系统与实际波形差别较小,其对A相、B相C相电流短路故障诊断的时间点波形变化与实际曲线基本一致,在0A附近波动,说明该方法具有精准检测结果,能够为机电特种设备广泛应用提供设备支持。     

粗糙集在电力变压器故障诊断中的应用

电力变压器是一种比较复杂的系统,在实际故障诊断中要想获得完备的实验数据比较困难。针对该问题,提出了一种基于粗糙集的电力变压器故障诊断新方法,即分析搜集到的电力变压器历史故障数据,确定条件属性集和决策属性集;对条件属性集进行约简,去除冗余信息,提取关键信息,得到相应的规则集;利用该规则集对电力变压器进行故障诊断。实例分析验证了该方法的正确性和有效性。     

基于小波包能量谱和M-ary SVM的功率变换器故障诊断

针对功率变换器的故障诊断问题,提出一种基于小波包能量谱和M-ary支持向量机的故障诊断方法。首先,通过小波包分解得到故障信号能量谱特征向量,并结合傅里叶变换分析故障信号主要频率特征点,实现故障特征向量的降维;然后,基于M-ary支持向量机的分类模型诊断出功率变换器多故障模式。实验结果表明,相比于传统的BP神经网络和一对一支持向量机故障诊断方法,本文方法诊断精度高,需要的子分类器数目少,诊断速度快,适用于在线故障诊断。      

开关磁阻电机功率变换器设计

开关磁阻电机驱动系统（SRD）是一种新型无级调速系统。文章以开关磁阻电机的功率变换器为主要研究对象,重点分析了经典的半桥型功率变换电路及一种新型的软开关功率变换电路,并对其进行了Matlab／simulink仿真研究,比较了基于这两种功率变换电路的SRD在相同工作条件下所表现出的不同特性。     

基于电流源激励的BP神经网络模拟电路故障诊断

针对传统故障字典法对模拟电路故障诊断时存在的缺陷提出了新的故障字典法;将电流源激励下二端口网络输入端和输出端的电压增益比作为故障特征信息,在此基础上先直流测试,后利用BP神经网络交流测试;该方法充分考虑了电路元件的容差,减轻了BP神经网络诊断故障的负担,提高了故障诊断的速度、准确率以及故障覆盖率;利用MATLAB和PSPICE工具对该方法进行实例仿真,结果表明其能够实现快速、准确的故障定位。