一种基于三维坐标识别的逆变器开路故障诊断方法

逆变器的安全性和可靠性对电力电子系统的稳定运行起着至关重要作用.为了实现对逆变器开关管开路故障进行快速精准的故障判定,提出一种基于三维坐标的逆变器开关管开路故障诊断方法.该方法通过建立逆变器开关管开路故障下的三相输出电流的数学模型,将输出三相电流转化为三维坐标.逆变器开关管开路故障时,逆变器的输出相电流发生畸变,三维坐...     

基于三相电流检测的逆变器开路故障诊断及容错方案研究

为解决逆变器开路故障诊断问题及充分利用剩余桥臂资源,针对基于矢量控制的异步电机驱动系统中逆变器开路故障诊断及容错方案,采用逆变器输出三相电流信号作为特征参数,利用小波分析理论提取特征向量,进而通过支持向量机(SVM)判断逆变器是否故障。当SVM检测到逆变器故障时,逆变器由传统的六开关拓扑切换为四开关拓扑,采用四开关模式"七段式"空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法调制。通过计算机仿真验证了SVM诊断逆变器开路故障及四开关容错控制的正确性和有效性。     

一种新型基于模型的动车组牵引逆变器开路故障诊断方法

针对CRH3型动车组牵引逆变器绝缘栅双极型晶体管开路问题,提出一种新型基于模型的动车组牵引逆变器开路故障诊断方法。利用键合图对非线性的牵引逆变器进行建模;依据键合图模型,推导出符合能量守恒的系统行为约束方程;基于系统行为约束方程,利用最小二乘法对系统当前行为进行辨识;通过比较系统的实际行为以及预期行为,产生故障识别向量,从而对开路IGBT进行识别和定位。仿真试验表明,本文所提方法能够对单个IGBT开路以及两个IGBT同时开路故障情况进行准确、实时地检测和定位。     

列车牵引逆变器输出电能品质及其故障特征研究

列车牵引逆变器输出电能品质与牵引系统关键部件的工作状态紧密耦合。分析了牵引电机转子断条故障、电机定子匝间短路故障及逆变器IGBT开路故障状态下定子电流的特定谐波分量特性。针对定子电流故障特征,使用快速傅里叶变换(FFT)对故障特征进行识别,提取特定谐波分量,提出了以特定谐波分量含量与基波含量比值大小定位故障部件的故障诊断方法。搭建了牵引系统状态监测仿真模型,验证了提出的故障特征与故障诊断方法的正确性和有效性。     

基于贝叶斯网络的牵引逆变器开路故障多特征融合诊断方法

为了增强牵引逆变器开路故障诊断方法对于不确定因素的免疫能力,提出一种基于贝叶斯网络的信息融合诊断方法。以牵引逆变器输出侧的电流和电压为信号源,提取小波包熵特征,采用主成分分析法对原始特征进行降维,使用贝叶斯参数估计法融合降维后的特征量,得到信息互补的新的特征向量。利用贝叶斯网络对融合后的新的特征向量进行识别,对不同观测值情况下的最大后验概率估计结果进行信息融合并做出决策,进而完成故障诊断。建立仿真模型,与使用K均值算法的故障分类情况做对比,验证不同转速和白噪声情况下所提故障诊断方法的有效性。研究结果表明:所提方法能够对牵引逆变器IGBT的单管和双管开路故障进行准确检测与定位,能够去除冗余信息和互补有效信息,具有一定的抗干扰能力,准确率高,适应性强。     

基于磁链观测器的逆变器开路故障实时诊断

逆变器作为电力牵引交流传动系统的重要组成部分,其可靠性是保证系统正常运行的关键,但其功率模块故障率较高。本文针对逆变器主电路的IGBT开路故障,提出一种基于磁链观测器的实时诊断方法,经仿真验证该方法不易受负载扰动和闭环控制影响,诊断可靠性高,且不需增加额外硬件设备,适用于逆变器开路故障的实时诊断。     

基于ICEEMDAN-FE和支持向量机的三电平逆变器的故障诊断技术

为了提高三电平逆变器复杂开路故障诊断的准确率，提出了一种应用“改进自适应噪声完备集合经验模态分解-模糊熵（ICEEMDAN-FE）”和“支持向量机（SVM）”结合的三电平逆变器故障诊断方法。首先，检测信号选取三相负载电压，为降低特征向量的维数，对三相负载电压进行Concordia变换，转换为α-β相电压；然后，通过ICEEMDAN算法提取α-β相电压的特征，得到不同尺度的内禀模态函数（IMF），再利用主成分分析（PCA）降维剔除IMF虚假分量；最后，计算优选的IMF的模糊熵均值作为特征向量，输入到多分类SVM中进行训练分类，进而实现对二极管中点箝位型（NPC）三电平逆变器的故障诊断。仿真试验结果表明，该方法能够有效识别多种开路故障模式，具有抗噪性能强，诊断速度快，诊断精度高等优点。     

基于小波分析的光伏并网逆变器故障诊断

针对光伏并网逆变器的故障检测与智能在线诊断问题,提出了一种C3C3逆变器故障特征提取方法。该方法以逆变器输出三相电流的小波分析结果作为判断依据,将故障信号的近似分量和细节分量相结合作为故障特征向量,利用神经网络的分类功能,实现对光伏并网逆变器的故障诊断。该方法无需电压信号和人工参与,硬件实现简单,且抗干扰性强。仿真实验结果证明了该方法的有效性。     

基于邻相电流的逆变器功率管与电流传感器故障诊断方法

作为牵引逆变器的关键器件,功率管与电流传感器分别在能量转换与系统控制中扮演着至关重要的角色。然而,在恶劣多变的工作环境下,功率管与电流传感器会出现不同程度的老化或失效,从而引发故障。功率管开路故障与电流传感器零输出故障在某些情况下不仅具有相似的故障特征,而且极易给系统带来严重的后果,其故障诊断是当前的研究重点。目前,仅有少部分故障诊断方法对这2类故障的联合诊断进行了研究,且这些方法尚未考虑牵引逆变器两电流传感器方案下的故障诊断,容易出现故障误诊或漏诊等问题。针对牵引逆变器两电流传感器方案下的复合故障诊断问题,提出一种基于邻相电流的故障特征提取与诊断方法。该方法首先分析两相电流信号在功率管与电流传感器故障下的变化,从而推导故障相电流与邻相电流的准确数学模型。在此基础上,对邻相电流进行平移变换与坐标重构,得到具备故障辨识能力的邻相电流轨迹数学模型。将该模型与已有的电流轨迹相结合,可以对功率管单管开路故障、双管开路故障以及电流传感器零输出故障进行有效区分。验证结果表明,提出的方法在电机处于不同运转状态下是有效、可行的,对于有限电流信号下的牵引逆变器故障诊断具有较好的参考价值。     

零电流软开关DC/DC电压变换输入型辅助逆变器

提出了一种零电流软开关DC/DC电压变换输入型辅助逆变器方案,该辅助逆变器采用双段式变压器电路结构,前段为DC/DC开关电源电路,后段为三相逆变电路,系统采用零电流开关(ZCS)技术进行控制,实现了IGBT上电压和电流开关损耗最小化。试验结果验证了所提出的方案是可行的。     

NPC三电平容错逆变器异步电机驱动系统FCS-MPTC

针对异步电机(IM)驱动系统中NPC型三电平逆变器的某桥臂故障问题,提出一种三相八开关容错逆变器(TPESFTI)控制策略。通过搭建拓扑结构和输出电压模型发现TPESFTI存在直流侧电容电压不平衡的问题,基于此又提出由于延迟补偿的有限控制集模型预测直接转矩控制(FCS-MPTC)策略。FCS-MPTC策略能够利用其目标函数的非线性约束项来抑制母线电容分压不均衡、同时考虑模型控制的运算量和系统迟延等不利影响。通过进行仿真验证,研究结果表明:该控制策略能够确保系统稳定可靠运行,具有良好的动态性能,且有效地抑制母线电容分压不均对系统的影响,验证所提控制策略的可靠和有效性。     

IGBT逆变器短路保护试验与分析

电力半导体器件故障电流（特别是短路电流）的确认与及时有效保护，对电力机车交流装置的可靠工作 至关重要，介绍了为8K型电力机车车开发的IGBT逆变器的短路电流检测和保护方案，给出了试验结果，分析了试验波形的浪涌和振荡现象。     

上海地铁车辆主逆变器GTO牵引相模块的IGBT替代研制

文章介绍了上海地铁引进的交流传动车辆上GTO牵引相模块结构及其工作原理,重点分析了其电气性能及驱动电路波形;在此基础上研制了用于替代GTO牵引相模块的IGBT牵引相模块,通过性能对比和分析,得出两者性能几乎一致、可以替代使用的结论。该装置目前已装车投入运行。     

多制式高频辅助变流器模块设计

提出了一种应用于400 km/h高速永磁动车组辅助变流器系统的高频辅变模块,模块内部集成TLbuck变换、LLC谐振变换及三相逆变功能,涉及多种不同电压等级的IGBT器件,解决了低压器件在高压工况下应用的耐压问题,适用于交流与直流两种制式供电。文章主要阐述了绝缘设计、总体结构设计、散热设计、驱动控制方案,并通过仿真和试验进行了验证。     

高速铁路灾害监测数据分析应用研究

高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统(简称:灾害监测系统)的运行与维护(简称:运维)工作是保障系统可靠运行的基础,灾害监测报警及设备状态数据的分析应用,可为系统运维提供决策支撑.文章概述了灾害监测系统的运维管理工作,对风监测异常数据进行了研究,提出了风速风向计异常数据判识方法;通过分析灾害报警数据开展高速铁路沿线大风、强...     

基于Matlab的IGBT能耗模型及其在热仿真中的应用

提出了一种基于Matlab的IGBT热仿真新方法。基于此方法,利用Simulink和S-Function建立了TIM1500ESM33-TS型IGBT的器件损耗仿真模型,并将其应用在三相两电平SVPWM逆变器的仿真中。仿真结果表明,该方法不仅能获得比较精确的IGBT实时损耗、实时结温等重要指标,而且由于采用了IGBT实时工作电流作为仿真的输入变量,所以可适用于多种工况下的IGBT仿真。     

8K型电力机车辅助IGBT逆变器耐低温控制系统研究

对原8K型电力机车IGBT辅助逆变器系统低温问题进行了深入的研究和试验。利用ISP和EDA技术,设计CPLD的电路方案替代原电路BK002方案,实现脉冲信号分配与逻辑功能处理;保护电路综合设计,取代保险管,采用动态过流保护方案,保护动作正确可靠;新型耐低温IGBT控制系统已经开发完成并进行了相关测试,已有几十台机组装车试运行,运行工况良好。     

电压源三相四开关逆变器调制策略简

电压源三相四开关逆变器作为一种故障容错拓扑结构,其负载一相端点接至直流母线中点,利用2个桥臂完成对三相负载线电压的调制。然而在这种拓扑结构下,连接直流母线中点的相电流势必流经上下2只电容,造成电容电压波动。为了尽可能消除由于电容电压波动对调制输出电压造成的影响,文章从输出电压频谱入手分析了造成影响的原因,并且提出了一种新的调制策略来抵消这种波动所造成的影响。调制方案物理概念清晰,计算简单、方便、可靠,仿真和实验结果验证了分析的正确性和方案的可行性。     

轨道交通车辆变频空调制冷剂泄漏在线诊断研究

针对轨道交通车辆变频空调运行过程中常见的制冷剂泄漏故障进行了试验,通过采集不同制冷剂充注量下空调机组制冷系统的状态信息,得出了空调机组缺少制冷剂的判定标准,并提出了缺少制冷剂故障的在线诊断方案,可实现变频轨道空调运营维护维修的智能化。