電力電子變換器在新能源系統(tǒng)、電動汽車、電網(wǎng)等眾多領(lǐng)域中發(fā)揮著關(guān)鍵作用,但同時也是故障率較高的環(huán)節(jié)。因此,提高電力電子變換器的可靠性,減少因異常而造成的停機(jī),保證系統(tǒng)不間斷運行具有重要的研究意義�？焖�、準(zhǔn)確的故障診斷策略是電力電子變換器在發(fā)生故障時能夠及時實施保護(hù)或容錯策略的前提。同時,針對系統(tǒng)中故障類型的不同,采取有效的綜合診斷策略能夠降低系統(tǒng)的誤診斷率、減小故障診斷的復(fù)雜度,從而減輕系統(tǒng)的維護(hù)成本和負(fù)擔(dān),具有重要的應(yīng)用價值。如何在不增加額外硬件成本的基礎(chǔ)上,利用已有信號實現(xiàn)寬負(fù)載適用、快速且可靠的診斷性能依然是研究的熱點。本文以三相逆變器為研究對象,對傳感器故障和開關(guān)管故障的綜合診斷問題進(jìn)行了研究,并提出了兩種診斷方法。首先,本文針對三相逆變器內(nèi)電流傳感器故障和開關(guān)管故障,提出了基于雙診斷變量的綜合診斷方法。將逆變器中各橋臂間電壓和三相輸出電流之和作為診斷變量,深入分析了各診斷變量在不同故障下的變化特征,并對診斷變量的平均模型進(jìn)行了詳細(xì)推導(dǎo)。此外,還針對寬負(fù)載范圍可能對診斷結(jié)果產(chǎn)生的影響進(jìn)行了研究。定量分析了在不同負(fù)載工況下的傳感器采樣誤差、電感非線性偏差、開關(guān)管死區(qū)和信號延時等因素... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

逆變器傳感器故障和開關(guān)管故障綜合診斷實驗平臺照片

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文電流傳感器故障和開關(guān)管故障綜合診斷方法27額定負(fù)載下，A相電流傳感器故障的診斷結(jié)果如圖2.7所示。如圖中的電壓電流雙診斷變量偏差的實驗波形所示，在無故障發(fā)生時，診斷變量的偏差均在閾值范圍內(nèi)，且與閾值之間有足夠的裕量，當(dāng)電流傳感器Sa在t1時刻失效時，橋臂間電壓偏差ΔuAB,ΔuBC,ΔuCA和三相線電流之和偏差Δis都立即超過了它們各自的診斷閾值，從而使診斷變量偏差極性的組態(tài)值[γuAB[n],γuBC[n],γuCA[n],γis[n]]在故障發(fā)生時刻由正常運行情況下的[0,0,0,0]變成了[-1,0,1,-1]。根據(jù)表2.3中給出的故障定位判據(jù)，此時的診斷變量偏差極性對應(yīng)的診斷結(jié)果為A相電流傳感器Sa故障。實驗結(jié)果與理論相符，證明了理論的正確性。圖2.7電流傳感器故障診斷實驗結(jié)果

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文電流傳感器故障和開關(guān)管故障綜合診斷方法29圖2.8為額定負(fù)載下，逆變器A相上橋臂開關(guān)管TAU發(fā)生故障的診斷結(jié)果。在無故障發(fā)生時，診斷變量的偏差均在閾值范圍內(nèi)，且與閾值之間有足夠的裕量。不同于圖2.7所示的電流傳感器故障診斷實驗波形，當(dāng)t1時刻開關(guān)管TAU發(fā)生故障后，圖2.8中所示的橋臂間電壓偏差ΔuAB,ΔuBC,ΔuCA立即超過了閾值，而三相線電流之和偏差Δis仍在其閾值范圍內(nèi)，從而使診斷變量偏差極性的組態(tài)值[γuAB[n],γuBC[n],γuCA[n],γis[n]]在故障發(fā)生時刻由正常運行情況下的[0,0,0,0]變成了[-1,0,1,0]。根據(jù)表2.3中給出的故障定位判據(jù)，此時的診斷變量偏差極性對應(yīng)的診斷結(jié)果為A相上橋臂開關(guān)管TAU故障。實驗結(jié)果與理論分析一致。由圖2.8中的波形可知，開關(guān)管故障診斷標(biāo)志在t2時刻被觸發(fā)，由0置1，其診斷速度和電流傳感器故障診斷速度一樣快，僅0.1ms(等于一個開關(guān)周期，0.5%的基波周期)。而電流傳感器故障診斷標(biāo)志并未被觸發(fā)，一直保持為0，表明開關(guān)管故障發(fā)生時系統(tǒng)沒有發(fā)生任何誤診斷。實驗結(jié)果證明了所提方法對開關(guān)管故障的診斷準(zhǔn)確性。圖2.7和圖2.8所示的實驗波形驗證了本章所提方法可以同時診斷逆變器的電流傳感器故障和開關(guān)管故障，對每種故障都能實現(xiàn)準(zhǔn)確快速的診斷性能。2.4.3診斷速度驗證實驗圖2.9電流傳感器故障和開關(guān)管故障發(fā)生在基波周期內(nèi)不同時刻時的診斷時間實驗結(jié)果

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號：3287923