基于混合邏輯動(dòng)態(tài)模型的單相PWM整流器IGBT開路故障診斷.pdf

1、隨著我國高速動(dòng)車組大規(guī)模服役，高速動(dòng)車組運(yùn)營的安全保障成為苛待完善的重要環(huán)節(jié)。電力牽引傳動(dòng)系統(tǒng)是高速動(dòng)車組的核心系統(tǒng)之一，其安全保障至關(guān)重要。在電力牽引傳動(dòng)系統(tǒng)中，網(wǎng)側(cè)變流器—單相脈沖(Pulse Width Modulation，PWM)整流器的核心器件絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)故障率較高。因此，研究單相PWM整流器的IGBT故障診斷對(duì)于提升高速動(dòng)車組安全保障技術(shù)

2、具有重要意義。
　　本文以廣泛應(yīng)用于高速動(dòng)車組的單相兩電平整流器和單相三電平二極管中點(diǎn)箝位型(Neutral Point Clamped，NPC)整流器為研究對(duì)象，研究IGBT開路故障診斷方法。首先，對(duì)單相PWM整流器在所有可能開關(guān)信號(hào)、不同網(wǎng)側(cè)電流條件、網(wǎng)側(cè)電壓與直流側(cè)電壓條件下的電路狀態(tài)進(jìn)行分析。將控制變遷和條件變遷的離散事件運(yùn)用邏輯函數(shù)表達(dá)，與系統(tǒng)連續(xù)狀態(tài)方程融合，建立單相PWM整流器的混合邏輯動(dòng)態(tài)模型。
　　然后，利

3、用混合邏輯動(dòng)態(tài)模型估計(jì)網(wǎng)側(cè)電流，實(shí)測(cè)值與估計(jì)值比較生成殘差，通過理論和仿真分析電壓、電流和殘差在每種IGBT開路故障運(yùn)行下的特征。對(duì)單相兩電平整流器每個(gè)IGBT故障，以開關(guān)信號(hào)相互隔離下的殘差變化率為診斷變量，設(shè)定閾值，與閾值比較實(shí)現(xiàn)診斷。對(duì)單相三電平NPC整流器，以殘差變化率為診斷變量，采用特定開關(guān)信號(hào)注入的方法，提取出獨(dú)立有效的故障信息，制定相應(yīng)的故障評(píng)價(jià)規(guī)則，實(shí)現(xiàn)故障IGBT的定位。
　　最后，通過仿真和基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列