功率變流器的典型故障機理分析與診斷策略研究.pdf

1、近年來，隨著可控硅的飛速發(fā)展，功率變流裝置控制系統(tǒng)的研發(fā)也得到了突飛猛進(jìn)的提高，其中以具有高速通斷頻率的全控型IGBT作為開關(guān)器件的功率變流器為代表，廣泛應(yīng)用在工業(yè)制造和國民生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。同時，伴隨著功率變流裝置支柱地位的不斷升高，人們更加關(guān)注于其安全、可靠、高效的運行過程。然而功率變流器的故障時有發(fā)生，因此有必要對其的故障進(jìn)行實時檢測，達(dá)到快速高效的診斷目的，有利于提高系統(tǒng)的可靠性，提高系統(tǒng)設(shè)備的使用率。
　　本課題著重研究功

2、率變流裝置中的一個重要環(huán)節(jié)——PWM整流器的故障診斷。PWM整流器的故障大多集中在其整流橋臂上，主要是功率器件IGBT的開路、短路故障，特別是開路故障，由于其故障特征不明顯，潛在危害較大、不易被發(fā)現(xiàn)等的特點，成為PWM整流器故障診斷的重點研究對象。因此，本文基于整流橋臂上功率器件的門極信號與整流橋上的故障電壓特征，針對PWM整流器中發(fā)生單管開路故障，實現(xiàn)無差異故障診斷的目的。
　　本文選擇具有代表性的三相電壓型PWM整流器為主要研

3、究對象，首先對其在正常情況下，整流橋上單相、兩相、三相整流橋臂上的工作方式進(jìn)行了詳細(xì)的分析，得出了其正常工作時的一些性能指標(biāo);然后針對整流橋臂上發(fā)生單管開路故障情況，通過提取故障信息，建立故障特征向量，進(jìn)而提出了以門極信號為參考點的兩種故障診斷方法:基于門極信號和單相集射極電壓的故障診斷方法和基于門極信號和兩相線電壓的故障診斷方法。最后通過仿真驗證，表明這兩種方法在不同的控制算法中都能達(dá)到精準(zhǔn)診斷的目的，得到的結(jié)果與所提出的理論相一致。