基于输出电压轨迹的三相逆变器开关管开路故障诊断

开关管开路故障会让功率变换器的输出电压与电流产生严重畸变,因而降低了变换器输出的电能质量。开路故障出现后其余功率开关器件的损耗可能增加,所以容易在电路中引发二次故障。文中提出一种针对三相逆变器开关管开路故障的故障诊断方法。故障类型与故障器件的辨识通过分析三相逆变器在αβ平面上的输出电压轨迹实现,仅需要测量滤波后的输出线电压。所提出的方法易于实现,可以诊断三相逆变器的所有开关管开路故障情况。最后,通过仿真和实验验证所提出方法的可行性和准确性。     

基于平均模型的三相四线制逆变器多管开路故障诊断

为了在不增加额外硬件电路的情况下,实现三相四线制逆变器多管开路故障快速准确的诊断,提出了一种基于平均模型及误差自适应阈值的方法。该方法通过计算平均桥臂中点电压实际值和期望值的偏差,来进行故障检测和定位。利用平均模型,只需要对系统内已有的信号做简单的计算,避免了增加额外的硬件电路和软件负担。此外,误差自适应诊断阈值用于消除死区、延时、采样误差和电感偏差等因素的影响,保证了高鲁棒性和速度。应用该方法,诊断时间最快只需2个开关周期。最后实验结果验证了该方法的有效性。     

逆变器功率管开路故障诊断方法综述

作为各种新能源发电设备和驱动系统的核心部分,逆变器的安全性和可靠性对整个系统的安全稳定运行至关重要。近年来,高电压等级、高功率密度和高集成化的逆变器已成发展趋势,但增加更多的开关器件也会增大其故障概率,因此,采取快速有效的方法对逆变器的故障进行诊断十分重要。针对逆变器功率管故障诊断,目前的分类方法主要分为基于解析模型、基于信号处理和基于数据驱动3种。为使诊断方法分类简单直观,从实际电路中检测变量的角度,在电流、电压和功率3个方面对国内外文献进行整理,阐述了各类方法的原理、适用范围和优缺点,最后概述了逆变器故障诊断的难点和未来的发展趋势。     

基于开关函数模型的逆变器开路故障诊断方法

逆变器的安全性和可靠性直接关系到电机驱动系统的正常运行。在研究逆变器在正常和故障状态下开关函数模型的基础上,提出一种功率管开路故障快速简易诊断方法。该方法根据故障和正常态器件承受电压的不同,采用简单的硬件电路来诊断和定位器件的开路故障。为保障诊断的有效性和可靠性,提出采用开关信号上升沿延时的方法来避免因IGBT开通和关断延迟造成的误诊断,并给出延时时间的确定方法。在搭建的感应电机变频调速(variable voltage and variable frequency,VVVF)控制和永磁同步电动机矢量控制系统中进行实验验证,实验结果表明,所提故障诊断方法能有效诊断逆变器单管和桥臂的开路故障。     

三相桥式逆变器关断缓冲电路的研究

本文介绍了三相桥式逆变器中功率器件关断时浪涌电压产生的原因,同时分析了３种关断缓冲电路中功率器件通断时电路的工作过程和特点,最后给出了缓冲电路的功耗计算方法及缓冲电路阻容元件选取原则。     

基于观测器的方法在三相逆变器故障诊断中的应用

分析了电力电子控制系统中可能发生的各种故障，针对三相逆变器进行详细的理论分析和研究，并提出了一种基于观测器的故障诊断方法。仿真结果了这种方法的实用性和有效性。     

四开关管三相逆变器控制算法研究

和六开关三相逆变器相比,四开关管三相逆变器是一种新型逆变器结构。由于其只有四个开关管,在低成本电机控制中具有独特的优势。对FSTPI控制算法进行深入研究,研究了基本电压空间矢量、开关管作用时间的计算方法、扇区的确定以及发波方法;建立基于FSTPI算法的永磁同步电动机控制仿真模型,验证了FSTPI控制算法可实现对永磁同步电动机的良好控制。     

软开关三相逆变器磁链轨迹的研究

近年来零电压开关PWM变频技术受到人们的普遍关注。其基本思想是，通过零电压开关电路使逆变器主电路在各载波周期起始时刻产生谐振，确保各功率开关器件在主电路P、N极间电压为零期间进行动作切换。为了使谐振电路正常工作，通常采用正负斜率交替的锯齿波作为载波，这使得该PWM模式的零电压矢量的作用时间较传统硬开关SPWM模式发生很大变化。该文利用空间电压矢量概念，深入分析了软开关PWM模式下磁链的运动轨迹。指出在硬开关PWM模式下，磁链的运动速度靠零空间电压矢量调节；而在软开关PWM模式下，空间电压矢量的作用时间发生了很大变化，有时甚至没有零空间电压矢量。但该模式依靠非零空间电压矢量进行调节，使得磁链的运动速度仍然保持与硬开关时完全相等。文章还分析了软开关PWM逆变器电流波形畸变的原因，并从磁链轨迹圆出发，提出相应的补偿方法。实验证明了该方法能有效地改善逆变器的输出电流波形。     

基于中性点电压偏差极性及拓扑重构的逆变器故障诊断算法

基于极电压检测三相逆变器开路故障的诊断方法具有不依赖负载,诊断速度快的优点,但是需要添加多个额外的传感器.针对这个问题,本文提出了一种利用逆变器中性点电压偏差及拓扑重构理念的故障诊断方法,该方法在具有与极电压检测方法相同优点的同时减少了传感器的使用.首先通过中性点电压与参考值相减获得偏差,初步判断故障管位于上或者下桥臂...     

三相逆变器功率管故障智能诊断研究

以三相逆变器-电动机驱动系统为例,研究基于神经网络的逆变器故障智能诊断方法.在三相逆变器易发的功率管开路故障、短路故障及短路故障后逆变器工作状态理论分析和仿真实验研究基础上,建立三相逆变器故障仿真模型.通过仿真实验获取逆变器故障状态下的电机定子电流信号数据,利用信号分段方法提取故障特征构造神经网络的学习样本,并以此训练神经网络,确定用于三相逆变器故障诊断的神经网络结构和参数.在感应电机矢量控制系统中进行仿真验证,仿真实验结果表明,该方法相对已有逆变器故障诊断方法,具有诊断迅速、可靠性高的优点,可在20ms内在线完成上述各种功率管故障的诊断.     

三电平大功率变频器故障特征及诊断方法研究

为确保三电平大功率变频器的稳定运行,通过理论分析和仿真,详细分析了其主电路中各功率器件在开路故障时的工作情况、故障典型特征及具体表现形式,并总结出了故障诊断规则.最后,基于理论分析和仿真,对三电平大功率变频器功率器件的开路故障进行了实验.实验结果进一步验证了对功率器件故障分析及仿真结果的正确性.     

三电平逆变器的功率管开路故障诊断

三电平变换器因其输出谐波小、开关应力低等优点而受到广泛关注,而对变换器故障情况的诊断处理是变换器能可靠、高效运行的前提。该文针对三电平变换器的拓扑,通过理论分析和仿真实验,对变换器中的各功率管开路故障诊断进行研究。以二极管钳位三电平半桥逆变器为例,分析三电平变换器在功率管开路下的电路工作情况及故障表现形式,并由此提出根据检测逆变器输出侧PWM电压和输出电流极性来诊断功率管开路故障的故障识别方案。最后通过仿真和实验验证该方法的正确性和有效性。该方法相对于已往的功率管开路故障诊断方法,具有诊断迅速、可靠性高的优点。     

基于极值比值法和神经网络的逆变器故障诊断

针对PWM三相逆变器,根据开路故障下的各相输出电流的特性,以故障电流作为故障信息,提出了一种基于三相电流极值比值和概率神经网络的开路故障诊断方法。该方法以各相输出电流极值比值作为故障特征量,利用概率神经网络的非线性映射分类能力实现逆变器的故障诊断。仿真实验结果表明该方法不但能准确检测、定位故障功率管,而且对噪声具有很好的鲁棒性。     

两种典型的三相SPWM逆变器电路比较

将三相桥逆变器等效变换成形似三个三角形?联结的单相全桥组合而成的三相逆变器,等效而成的单相全桥互相共用一个桥臂。进而在变换后的拓扑基础上提出了一种新的三相桥逆变器数学模型,比较三相桥拓扑和三个三角形联结的单相全桥通过组合而成的三相逆变器拓扑在控制方法、功率容量和输出特性的区别,界定两种三相逆变器的应用领域。     

基于输出电流轨迹的机车逆变器开路故障在线诊断方法

为了适应车载逆变器负载变化范围大的特点,兼容现有变流器的应用场合,保障行车安全,同时提高逆变器开路故障的检修效率,提出一种基于两相输出电流轨迹的功率管开路故障在线诊断方法。在三相基本平衡的情况下,用解析的方法推导得到两相电流合成的轨迹为笛卡尔坐标系下的一个椭圆,椭圆的倾角和离心率与电流幅值无关,其大小与电流幅值成正比。通过理论分析证明,对于单管开路故障和两管开路故障共21种故障类型,电流轨迹有21种不同的特征,对这些轨迹进行观测或辨识可以达到隔离故障的目的。同时,提出不受负载变化影响的故障定位方法。最后,利用d SPACE实验平台验证了该数学模型的准确性以及在线诊断方法的有效性。     

三相变频驱动系统中逆变器的故障诊断与容错技术

对多年来国内外三相变频驱动系统中逆变器的故障诊断与容错技术进行了总结与比较,指出各种方式的优缺点,并提出今后的研究方向.     

三相四桥臂下抑制共模干扰的SPWM策略

传统的三相三桥臂逆变器因电路不对称而产生了很大的共模电压和电流。本文介绍了三相四桥臂结构对逆变器共模干扰抑制的原理和为了达到平衡采用的载波移相SPWM控制策略,指出了该方法存在的调制指数被限定的缺陷。为了弥补该缺陷,本文提出了SPWM跳变后移的改进策略,阐述了该控制策略的理论依据及其实际效果。改进后的策略突破了原策略调制指数的限制,扩大了三相四桥臂逆变器载波移相SPWM控制策略的应用前景。