逆變器開(kāi)路故障診斷與容錯(cuò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì).pdf

1、逆變器作為變頻調(diào)速系統(tǒng)的核心部件，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)和可再生能源的并網(wǎng)發(fā)電等領(lǐng)域扮演著重要角色。然而，由于其本身的脆弱性，發(fā)生故障的頻率較高，開(kāi)關(guān)器件的故障會(huì)使整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)喪失正常的運(yùn)行能力。采用適當(dāng)?shù)墓收显\斷與容錯(cuò)控制方案，是提高系統(tǒng)可靠性的有效途徑，對(duì)于高可靠性的變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)有著十分重要的意義。
　　為模擬三相兩電平逆變器的開(kāi)路故障，驗(yàn)證功率開(kāi)關(guān)器件故障診斷算法的有效性和容錯(cuò)算法的正確性，本文采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法，劃分功

2、能模塊，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的功能需求研制了一種基于數(shù)字信號(hào)處理器TMS320F28335和微控制器STM32F103R8T6的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)除了用于正常工作下的電機(jī)控制外，還可以通過(guò)封鎖逆變器開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)脈沖的方式，設(shè)置逆變器開(kāi)路故障，模擬21種開(kāi)路故障類型；針對(duì)故障后的容錯(cuò)控制，本方案使用繼電器對(duì)硬件進(jìn)行拓?fù)渲貥?gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障橋臂的容錯(cuò)隔離以及容錯(cuò)橋臂的電氣連接。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的核心控制部分由故障診斷板和容錯(cuò)控制板組成，本文實(shí)現(xiàn)了核心部分的級(jí)

3、聯(lián)運(yùn)行，進(jìn)而構(gòu)成能對(duì)逆變器開(kāi)路故障進(jìn)行診斷和容錯(cuò)的變頻調(diào)速系統(tǒng)，同時(shí)保證各功率模塊獨(dú)立運(yùn)行而互不干擾，增加了系統(tǒng)組建的靈活性。采用CAN總線的通信方式，通過(guò)液晶屏與上位機(jī)來(lái)實(shí)時(shí)顯示電壓、電流、電機(jī)轉(zhuǎn)速以及故障診斷等信息。此外，為了便于功能擴(kuò)展，面板預(yù)留了IO口用于用戶自定義功能，同時(shí)，可以通過(guò)帶觸摸屏的串口HMI液晶屏或上位機(jī)來(lái)進(jìn)行功能擴(kuò)展。
　　最后，根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用需求，在研制的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行了一系列測(cè)試，對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的硬件功能進(jìn)