基于模型的電力電子電路智能故障預(yù)測技術(shù)研究.pdf

1、電力電子技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)高效的電能變換，其在航空航天、風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域都具有廣泛應(yīng)用，然而電力電子電路通常工作在高頻率的開關(guān)工作方式下，屬于強(qiáng)非線性系統(tǒng)范疇，這給電力電子電路的工作穩(wěn)定性和安全性帶來巨大挑戰(zhàn)。電力電子電路一旦發(fā)生故障，輕則造成電器產(chǎn)品損壞，重則造成重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，威脅社會(huì)和諧穩(wěn)定。對電力電子電路進(jìn)行故障預(yù)測，可以有效預(yù)警系統(tǒng)故障，實(shí)現(xiàn)事后、事中維修向事前維修轉(zhuǎn)變，防止各類事故發(fā)生。因此，研究電力電子電路故障預(yù)測技術(shù)在工

2、程實(shí)踐中具有重要理論研究意義和經(jīng)濟(jì)效益。
　　本文以實(shí)現(xiàn)電力電子電路故障預(yù)測為目標(biāo)，從電力電子電路等效模型的建立、故障仿真和故障預(yù)測等方面出發(fā)，主要研究了以下幾個(gè)方面內(nèi)容：
　?。?）電力電子電路主要器件等效電路模型及其失效機(jī)理分析。通過分析功率 MOSFET、電解電容器、二極管和電感的等效電路模型和失效機(jī)理來確定表征器件健康狀況的故障特征參數(shù)。
　?。?）建立典型電力電子電路的鍵合圖模型并實(shí)現(xiàn)其故障仿真。建立了非理想

3、Buck變換器和非理想Boost變換器的鍵合圖模型，對電路實(shí)行在線故障注入，觀察故障仿真波形，驗(yàn)證了電解電容等效串聯(lián)電阻增大會(huì)導(dǎo)致輸出電壓紋波增大這一理論推導(dǎo)結(jié)果。根據(jù)非理想情況下Buck變換器和非理想情況下Boost變換器平均模型，建立了相應(yīng)的平均鍵合圖模型，平均鍵合圖模型能夠縮短計(jì)算機(jī)仿真時(shí)間，直觀地觀察系統(tǒng)輸出。
　?。?）研究了電力電子電路元件級和系統(tǒng)級故障預(yù)測方法。針對電力電子電路工作在高頻、非線性方式下的特點(diǎn)，以電解電