基于小波包变换和SVM的三电平逆变器故障诊断

针对中性点箝位型(NPC)三电平逆变器开路故障诊断计算复杂、准确率低等问题,提出一种基于小波包变换和支持向量机(SVM)的故障诊断方法。采用小波包变换将具有各自时频特征的故障信号分解为若干个频段,并重构提取小波包能量作为故障特征向量;将该故障特征向量作为SVM的输入量,运用交叉验证径向基核函数,通过训练数据集得到多类SVM模型,将随机选取的测试集输入训练好的模型中。仿真试验结果表明,该方法可对IGBT开路故障进行诊断并具有更高的故障识别准确率。     

基于电压偏差的三电平逆变器故障诊断与定位

针对二极管中点箝位(NPC)三电平逆变器的开关管开路故障,提出了一种基于三相电压偏差的诊断方法。该方法根据NPC三电平逆变器的混合逻辑动态(MLD)模型预估逆变器正常工作状态下的三相电压,将预估电压与实际电压进行比较得到电压偏差,通过分析三相电压偏差的表现特征实现开关管的故障诊断与定位。该方法无需增加额外的电压、电流传感器,具有诊断精准、迅速的优点。仿真和实验结果验证了所提故障诊断方法的有效性。     

六相两电平逆变器的开路故障定位研究

针对六相两电平逆变器开路故障类型多、定位复杂问题,提出一种利用小波包分解获取六相逆变器电路故障相特征和基于支持向量机(SVM)的六相逆变器开路故障定位方法。在分析六相逆变器开路故障类型的基础上,利用小波包分析提取故障特征向量,再基于SVM进行故障分类。针对不同类型双管故障存在的因小波包能量值相似而出现的误判问题,提出了一种基于平均电流结合小波包分析的故障特征向量构造方法。实验结果表明,所研究的故障定位方法能实现六相两电平逆变器不同开路故障的有效定位。     

基于相空间重构和模糊聚类的永磁同步电机直接转矩控制系统逆变器故障诊断

提出一种基于相空间重构技术(RPS)的逆变器故障诊断方法，适用于永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制(DTC)系统中最常见的三种逆变器故障：单个功率开关短路、开路与一相桥臂开路故障的诊断。采用相空间重构理论，通过合理设计参数，仅需分析逆变器正常与不同故障状态下一相电流的轨迹特征，便可得到表征系统故障特征的不同形状、直观的轨迹图形。再通过采用一种聚类验证准则确定出模糊C均值算法中的合适聚类数，基于此准则设计了一个模糊C均值聚类算法。最后通过对PMSM DTC系统逆变器不同运行状态下的重构电流轨迹及其模糊C均值聚类测试结果，说明了所提出方法对逆变器故障诊断的有效性。     

T型三电平逆变器馈电双三相PMSM直接转矩控制

提出了一种T型三电平逆变器馈电双三相PMSM驱动系统直接转矩控制(DTC)策略。该系统既具有多相电机转矩脉动小、电流应力小和故障容错能力强的优点,也继承了T型三电平电机驱动谐波性能好、可靠性高的特点。该文所提出的基于双空间矢量调制(SVM)技术的直接转矩控制策略保留了DTC快速动态响应特性。与基于空间矢量解耦(VSD)的SVM技术相比,双SVM技术避免了复杂的矢量合成过程,并具有良好的谐波控制效果。所提出的控制策略还设计了谐波电流闭环控制器,能够有效抑制由绕组不对称、反电动势谐波、死区等非线性因素引起的低次谐波电流。通过实验验证了所提出的T型三电平逆变器馈电双三相PMSM驱动系统DTC策略的有效性。     

基于三相电流残差的功率管多管开路故障诊断

牵引逆变器是电力牵引交流传动系统的重要组成部分,它的可靠性直接影响着机车的安全稳定运行,其主电路功率管(IGBT)是最易发生故障的部分。针对IGBT的多管开路故障,提出了一种基于三相电流残差的多管开路故障快速在线诊断方法;通过分析牵引逆变器在正常条件和各开路故障类型下的三相电流,得出了发生多管开路故障情况下的三相电流残差特征;利用控制系统中的电流给定信号重构参考三相电流与实测电流进行运算,并根据三相电流残差特征进行故障定位。最后给出了半实物实验结果,验证了该诊断方法能够快速实现IGBT单管及双管开路故障诊断,且不受闭环控制和负载扰动影响。     

三电平逆变器IGBT的开路故障诊断研究

针对三电平逆变器开关器件中IGBT的开路故障,研究单桥臂上多种故障形式,提出了测量二极管桥臂上两端电压作为故障信息,以分析每一种故障情况的诊断模型,然后根据故障信号和小波函数的特点,利用小波变换将故障信号转化为故障特征向量,采用SVM来进行故障诊断。为了提高诊断精度利用改进的布谷鸟优化算法进行参数寻优,得到最优模型,实现了多种故障的诊断分类。通过对二极管钳位三电平逆变器仿真进行验证,诊断结果准确可靠,验证此方法的可行性。     

NPC三电平光伏逆变器开路故障诊断

逆变器故障诊断的难点在于有效的提取故障特征信息,然后根据提取的故障特征信息采用有效的故障辨识方法,提高故障诊断的快速性和精确度。针对二极管钳位式(NPC)三电平逆变器的开路故障,提出小波包变换-主成分分析-径向基神经网络的诊断方法。通过对三电平逆变器输出端相电压进行分析,首先用小波包变换方法提取不同故障情形下逆变器输出端相电压的故障特征信息,其次用主成分分析法将表征故障信息的特征向量降维处理,最后用径向基神经网络方法对NPC三电平逆变器开路故障进行辨识。通过仿真实验验证提出方法的有效性。同时将径向基神经网络故障辨识方法与传统的BP神经网络辨识方法进行比较,对比结果表明径向基神经网络的方法进行故障辨识具有速度快,精确度高等优点,能很好的实现对逆变器故障诊断。     

基于Prony算法的三电平逆变器开路故障诊断方法

针对传统基于信号分析的中性点箝位(NPC)逆变器故障诊断方法存在频谱易泄露,及难以分析非稳态、非线性故障信号的问题,提出一种基于Prony算法的三电平逆变器开路故障诊断方法。首先,采用小波变换对原始测量信号去噪预处理,克服Prony法对噪声敏感的缺点。其次,通过Prony分析拟合逆变器的三相电流信号,提取其幅值、频率、相位、衰减因子四维故障特征。然后,应用支持向量机(SVM)对中性点箝位逆变器故障进行分类。最终,在仿真平台上验证文中所提算法,仿真结果表明,对中性点箝位逆变器开路时瞬变非线性电流信号可以有效的提取故障特征,实现单、双管的开路故障诊断。     

基于小波近似熵的串联电弧故障识别方法

根据UL1699标准搭建了串联电弧故障发生装置,并针对不同类型负载进行实验,获得了供电线路正常工作状态和发生电弧故障状态时的电流信号实验数据。应用小波变换对电流信号进行分解重构,通过近似熵(Ap En)算法对分解重构后各频段信号的不规则程度进行量化,得到电流信号的特征向量,并将其输入到支持向量机(SVM)。通过SVM对电流信号特征向量进行分类,完成电弧故障的检测识别。结果表明,通过小波近似熵算法得到的电弧故障特征向量能够作为诊断识别电弧故障的有效依据。     

NPC三电平逆变器的开关管开路故障诊断

开关管故障诊断是三电平逆变器系统实现可靠运行的前提。针对二极管中点箝位型NPC（neutral-poi-nt-clamped）三电平逆变器,提出了一种新颖的开关管开路故障诊断方法。选取开关状态、负载相电流的极性及桥臂相电压作为故障特征,在不同的电流流通路径下进行开路故障特征分析,实现对故障开关管地准确定位。实验验证了所提故障诊断方法的正确性和有效性,与其它开关管开路故障诊断方法相比,该方法不需要复杂的算法,具有诊断迅速、可靠性高的优点。     

三电平有源电力滤波器IGBT开路故障诊断方法研究

针对三电平中点钳位式(Neutral Point Clamped,NPC)有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)中功率器件IGBT开路故障的诊断问题,提出采用小波包分析故障信号,提取各频段能量系数作为故障特征,并利用网格搜索支持向量机(Support Vector Machine,SVM)进行分类的诊断方法。将所提方法应用于三个测试点进行测试,分别为逆变输出侧三相补偿电流、直流侧电容电压、电源侧三相电流,然后针对各信号的特点完成故障特征提取与故障类型识别,最后在谐波源三相整流桥触发角变化时进行了适应性实验,结果表明所提出的方法可分别基于三个测试点实现故障诊断,并且基于直流侧电容电压的测量方式对谐波源变化有良好的适应性。     

箝位式三电平逆变器空间电压矢量调制方法的研究

本文论述了三电平中点箝位式逆变器SVPWM原理和实现方法，为了避免三电平逆变器在扇区切换中输出矢量突变，提出了一种首发矢量全部采用正小矢量或负小矢量的空间矢量调制算法，利用三个判断规则，可以很方便地确定出参考矢量所在的扇区和小三角形，给出了合成矢量的相应输出电压矢量，并推导了三角形顶点工作矢量的作用时间。通过检测负载电流方向和直流电容的电压，合理分配正负小矢量对的作用时间，实现了电容电压的平衡。仿真研究结果证实了本文提出的空间矢量调制算法的有效性。     

三电平中点箝位式逆变器SVPWM方法的研究

本文论述了三电平中点箝位式逆变器SVPWM原理和实现方法,为了避免三电平逆变器在扇区切换中输出矢量突变,提出了一种首发矢量全部采用正小矢量或负小矢量的空间矢量调制算法,利用三个判断规则,可以很方便地确定出参考矢量所在的扇区和小三角形,并给出了合成矢量的相应输出电压矢量,推导了三角形顶点工作矢量的作用时间.通过检测负载电流方向和直流电容的电压,合理分配正负小矢量对的作用时间,实现了电容电压的平衡.仿真研究结果证实了本文提出的空间矢量调制算法的有效性.     

中点箝位式三电平逆变器空间矢量调制及其中点控制研究

论述一种中点箝位式三电平逆变器SVPWM原理及其实现方法。为避免三电平逆变器在扇区切换中输出矢量突变，提出了一种首发矢量全部采用正小矢量或负小矢量的空间矢量调制算法，利用三个判断规则，可以很方便地确定出参考矢量所在的扇区和小三角形，给出了合成矢量的相应输出电压矢量，推导出三角形顶点工作矢量的作用时间。并提出一种充分利用冗余电压矢量的中点电压控制方法，实现了电容电压的平衡。实验研究结果证实本文提出的调制算法是正确且有效的。     

基于状态观测器的三电平逆变器故障检测与识别

针对NPC三电平逆变器单相桥臂半导体器件的开路故障,在建立三电平逆变器状态空间模型的基础上,通过分析各类故障特征提出了相应的故障后逆变器状态空间模型,由此构建状态观测器,并基于此对相应的故障检测与识别算法进行研究,最终通过仿真建模对故障诊断策略的有效性进行了验证。仿真结果表明,基于状态观测器的方法可以快速检测故障发生,并能准确识别故障器件和类型,达到了预期目标。