基于混合逻辑动态模型和故障事件识别向量的新型逆变电路故障诊断

逆变电路传统开关函数模型只描述电路的控制变迁,而忽略了电路的条件变迁,这可能导致主要故障信息丢失。为此,建立了新型逆变电路的混合逻辑动态模型,该模型可准确描述电路条件变迁时的状态特征。在此基础之上,考虑到基于事件辨识的电力电子电路故障诊断方法难以用于离散事件较多的电路,利用电路的混合逻辑动态模型建立电路故障事件的故障模型,引入故障事件识别向量的概念,仅通过对电路故障事件进行辨识实现故障诊断。算例结果验证了该方法的有效性。     

混杂系统理论及其在三相逆变电路开路故障诊断中的应用

针对基于事件辨识的故障诊断方法难以用于离散事件较多的电力电子电路这一问题,文章建立了电力电子电路的混合逻辑动态模型,将电路运行抽象为离散事件的变迁,并根据电路的故障模式确定电路的故障事件集和故障模型。文章应用了故障事件识别向量的概念,基于电路的故障模型仅通过对电路故障事件的辨识实现故障诊断,具有实现简单、通用性好、诊断效果可靠的优点,以逆变电路故障诊断的仿真和实验验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于SPWM控制的三相逆变器电路设计

为了对SPWM逆变电源进行可靠、有效的状态监测和故障诊断,分析了逆变器原理.选取EG8030主控芯片和EG3012驱动芯片,设计了基于SPWM控制的三相逆变硬件电路.逆变电路不仅能够实现逆变,而且可以通过设置IGBT的单管和双管开路故障,分析各相电流来判断开路故障类别.     

基于DSP三相逆变电路在线故障诊断研究设计

以三相SPWM逆变系统为研究对象,建立了逆变器主电路开关器件的开路故障模式,提出了基于BP神经网络的故障诊断方法,确定了网络的结构和参数,设计了基于DSP电力电子逆变电路的在线神经网络故障诊断系统。通过试验验证了所提方法的正确性和可行性。     

八脉冲换流逆变器构成的串级调速系统仿真研究

利用Matlab中的交互仿真集成环境软件包Simulink建立八脉冲发生器模型、逆变桥仿真模型、八脉冲换流逆变电路仿真模型。对逆变电路进行仿真研究,验证了八脉冲换流逆变器构成的串级调速系统的可行性。对其在不同控制角下的电压、电流的相位关系进行了研究,分析了该系统能提高功率因数的原理。并且通过仿真指出了该系统应考虑的关键参数设定问题以及由于逆变电路采用强迫换流方式该系统应注意的问题。     

混合五开关五电平光伏并网逆变系统研究

介绍了一种用于光伏并网系统的单相混合五开关五电平逆变器。该逆变器包含了1个全桥逆变电路及由4个二极管和1个开关组成的辅助电路,加入的辅助电路使得传统的三电平全桥逆变电路的输出变为五电平。分析了五开关五电平逆变器的工作过程,采用1个参考信号交替与2个载波信号进行比较的SPWM控制策略,获得了5个开关的开关信号。通过仿真对该逆变器的可行性进行了验证,逆变器输出电压和电流的谐波畸变率低,且并网电流与电网电压同频同相,满足并网要求。     

基于遗传编程的逆变器拓扑进化设计

模拟电路的优化设计多受制于设计者的经验,尚未有比较系统性的优化设计方法。而使用遗传编程进行电路拓扑优化设计多见于连续电路,像模拟滤波器电路等。对于逆变器这样含有多开关非线性混杂电路,其物理拓扑和运行都有严格的条件限制,如三极管必须对称且成对通断等,对遗传进化操作以及仿真都有严格要求,要实现完全计算机自动化设计比较困难。针对逆变电路的特点,将遗传编程运用到逆变器混杂电路设计中,实现比较系统性的逆变器优化设计方法。另外在仿真方法上采用Matlab编程、Simulink命令生成模型、simpowersystems仿真,实现一体化仿真,避免了多平台仿真下程序接口的问题,提高了仿真速度。最后实现了一个五电平逆变器的自动生成,验证了方法的可行性。     

双极性TVS管对车载逆变器的保护

为保护车载逆变器内部元器件和接入的用电设备不会在恶劣情况下发生损坏,设计了一款基于双极性TVS管保护的车载逆变器,主要包括推挽正激电路和全桥逆变电路。推挽正激电路将12V直流电压升压,全桥逆变电路再将电压逆变为220V/50Hz交流电压。介绍了车载逆变器的工作原理,研究了TVS管的工作原理和特性,提出了TVS管对电路的保护方案。最后,用saber仿真软件进行仿真,搭载了实物模型进行测试,对车载逆变电源实施了有效的保护。     

基于递推最小二乘算法的逆变器参数辨识

逆变器作为光伏发电并网系统的关键元件,其性能不仅影响和决定整个光伏并网系统是否能够稳定、安全、可靠、高效地运行,同时也是影响整个系统使用寿命的主要因素。针对现阶段已有的逆变器模型及控制系统研究的不足,采用电压型三相桥式逆变电路的结构,电压外环、电流内环的双闭环控制,并推导出了逆变器的dq轴解耦待辨识模型,采用递推最小二乘算法对该模型进行参数辨识,得到了各个待辨识参数的实际值,由辨识结果可以看出辨识误差较小,辨识值与设定值非常接近,并在模型中加入了扰动实验,进一步验证了该算法在逆变器辨识方面的准确性和可行性。     

一种新型电源级联型三电平逆变器

在传统的具有独立直流电源级联型多电平逆变电路的基础上,提出一种新型的三电平逆变电路的拓扑结构,与同类型三电平逆变电路相比,该电路具有所用元件个数少,结构简单的优点。在此分析了该新型三电平逆变器的工作原理,并进行了仿真和实验验证。实验结果表明,该新型三电平逆变器实现简单,输出性能良好。     

UPS系统中电压型逆变器开路故障诊断研究

逆变器开路故障是不间断电源(Uninterruptible Power Supply, UPS)系统中一种常见故障,它会降低电能质量,甚至会引起其他部件的潜在二次故障。研究有效的逆变器故障诊断技术对提高UPS系统的可靠性具有重要意义。因此,采用基于绝对归一化的Park矢量法实现逆变器开路故障诊断。利用相电流的平均值与相电流绝对值的平均值的归一化量诊断和定位单个或两个开关管开路故障。利用相电流绝对值的平均值与Park矢量模的归一化量诊断同一桥臂的两个开关管开路故障,该方法可以有效地实现开路故障检测和故障定位。最后基于Matlab/Simulink对提出的故障诊断方法进行验证,仿真结果表明了所提出故障诊断方法的有效性。     

直流侧独立供电的混合型逆变器控制策略

直流侧独立供电是抑制混合型逆变器零序环流的有效方法。以混合型逆变器供电的交流传动系统为对象,在分析主从逆变器和电机负载之间能量交换关系的基础上,提出一种直流电容稳压控制策略,并结合主从式控制结构和异步电机矢量控制策略,建立旋转坐标系下的混合型逆变器主从式矢量控制系统。仿真和实验结果表明:通过在主逆变器电流控制环节增加与电容波动电压相关的有功电流参考量,能有效实现电容电压的稳定控制,同时在电容电压稳定的前提下,从逆变器可以动态补偿主逆变器产生的主要谐波电流,使得电机电流总畸变率低于5%。     

HEV用开绕组永磁同步电机双逆变器协同控制

针对传统多能源混合动力汽车(HEV),采取了一种可同时使用两种能源的开绕组(OW)永磁同步电机(PMSM)双逆变器驱动系统。利用开绕组系统的结构灵活性,研究了双逆变器在三种不同电压分配方式下的协同控制方法,通过分别控制两逆变器的输出电压,管理两逆变器与电机的功率流向,满足HEV不同运行工况的性能要求。同时采用了结合最大转矩电流比算法的空间矢量调制直接转矩控制策略,以获得系统更好可控性。实验结果验证了所提出的HEV用OW-PMSM双逆变器系统的协同控制策略的可行性和有效性。     

基于混合采样与 IHBA-SVM 的变压器故障辨识方法

针对变压器故障数据的不平衡性弱化故障分类能力的问题,提出混合采样与改进蜜獾算法( IHBA)优化支持向量机 (SVM)的变压器故障诊断方法。 首先采用 K 近邻去噪、K 均值聚类(K-means)与合成少数类过采样(SMOTE)对数据进行混合 采样处理,以缓解诊断结果向多数类的偏移;然后使用 Tent 映射、轮盘赌随机搜索机制和最优个体扰动策略对传统蜜獾算法 (HBA)进行改进,并使用 IHBA 优化 SVM 参数,以进一步提升变压器故障辨识能力;最后对所提方法进行算例仿真,结果显示, 相较于传统的变压器故障辨识方法,采用 K 近邻去噪、K-means、SMOTE 混合采样与 IHBA-SVM 相结合的故障诊断模型获得了 最高的宏 F1 和微 F1 值,分别达到 0. 877 和 0. 886,表明提出模型不仅具有更高的整体分类能力,且更能兼顾对少数类故障的 辨识。     

上海电网中多个换流站之间相互作用的仿真研究

对于多馈入直流输电系统,交流系统的某一故障引起多个逆变站交流母线电压同时下降,可能会导致多个逆变站同时发生换相失败。以葛洲坝—南桥、三峡—华新直流输电系统与上海2010年规划电网为研究对象,通过暂态仿真,研究了两条直流输电系统的相互作用所引起的换相失败以及故障条件下直流输电系统的暂态特性。结果表明两个换流站之间有较强的耦合作用,当一个站由于交流系统短路故障发生换相失败时往往导致另一个换流站也出现换相失败。500 kV系统故障对两个换流站的影响更大。     

Investigation of fault modes of voltage-fed inverter system forinduction motor drive

The reliability of power electronics systems is of paramount importance in industrial, commercial, aerospace, and military applications. The knowledge about the fault mode behavior of a converter system is extremely important from the standpoint of improved system design, protection, and fault tolerant control. This paper describes a systematic investigation into the various fault modes of a voltage-fed PWM inverter system for induction motor drives. After identifying all the fault modes, a preliminary mathematical analysis has been made for the key fault types, namely, input supply single line to ground fault, rectifier diode short circuit, inverter transistor base drive open, and inverter transistor short-circuit conditions. The predicted fault performances are then substantiated by simulation study. The study has been used to determine stresses in power circuit components and to evaluate satisfactory post-fault steady-state operating regions. The results are equally useful for better protection system design and easy fault diagnosis. They will be used to improve system reliability by using fault tolerant control     

电压源型三相逆变器的模型预测控制策略

为了提高电压源型三相逆变器的控制性能,设计了一种新颖的模型预测控制(MPC)策略.新型MPC控制器使用三相逆变器系统的离散时间域模型来预测所有可能电压矢量生成的负载电流,并选择使所设计的成本函数最小的矢量作为最优矢量输出.成本函数中主要考虑的指标是下一个采样周期的电流误差.利用仿真软件和搭建的三相逆变器样机测试平台开展...     

混合级联型直流输电系统直流故障特性及恢复控制策略

整流侧采用LCC、逆变侧采用MMC与LCC串联的混合级联型直流输电系统可实现直流故障穿越、换相失败抑制和大容量功率传输。建立混合级联型直流输电系统模型,设计系统整体控制策略,并利用PSCAD/EMTDC仿真软件研究系统功率阶跃时的动态特性,验证控制策略的有效性。对系统的直流故障特性进行仿真分析,发现若不采取合适措施,系统发生直流故障时会出现由于并联MMC之间的电流分配不均衡而产生过电流现象以及故障清除后系统恢复过程波动大的问题,为此,提出系统故障期间及故障清除后的恢复控制策略,仿真验证了该控制策略的有效性。     

基于ESO-MLD的逆变器开路故障快速诊断方法

为了减小电机驱动系统中未知干扰对逆变器开路故障诊断的影响,提出了一种基于扩展观测器ESO(extended state observer)和混合逻辑动态MLD(mixed logic dynamic)模型的逆变器开路故障快速诊断方法.通过分析开关管在正常工作和故障状态下的电流流向路径,建立了逆变器的混合逻辑动态模型,并...     

基于模型的水力发电机组复合故障诊断方法

为了提高水力发电机组的故障定位和故障识别水平,提出了基于模型的复合诊断方法.该方法采用了复合系统理论、有限状态机理论、键合图(BOND图)理论和暂态因果图(TCG图)理论.对机组的复合动态系统的特性和有限状态机进行了研究,对有限状态机中的事件、状态和状态变迁进行了详细分析;以机组调速器电液转换器控制接力器为例,研究了机组BOND图和TCG图的产生方法;在机组有限状态机和TCG图的基础上,给出了故障诊断方法框架,其中包括故障元件集合产生方法、故障元件集合筛选减少方法、故障大小识别方法.应用复合故障诊断方法对机组调速器的接力器摆动很大,机组有时会突然关闭的故障进行了诊断,取得了满意的效果.采用基于模型的复合故障诊断方法在在线故障定位和故障识别方面比传统诊断方法如专家系统方法、模糊方法、神经网络方法更有效.