發(fā)布時間：2018-07-31 14:01

【摘要】：變頻器以其優(yōu)越的性能，被廣泛應用在工業(yè)領域。然而，作為電力電子產品，變頻器會出現各種故障。變頻器一旦發(fā)生故障，就會給生產和人身安全帶來巨大的隱患。提高系統的可靠性勢在必行，提高變頻器的可靠性體現在兩個方面：一方面需要快速的診斷出故障，并定位故障信息，方便維修；另一方面在故障后盡可能讓變頻器繼續(xù)運行。變頻器的故障類型很多，其中速度傳感器故障，電流傳感器故障和開關管故障比較常見，本文對這三種故障類型進行研究。 首先，針對多開關管的故障診斷，提出了兩種診斷方法：改進的三相平均電流法和改進的基于傅立葉變換的歸一化三相平均電流法。改進三相平均電流法在傳統的三相平均電流法基礎上進行改進，提出了新的算法，并且通過數學推導驗證了方法的有效性。改進的基于傅立葉變換的歸一化三相平均電流法是在傳統方法進行改進，應用新的算法和診斷策略，使其在不同負載下對多個開關管開路故障均能有效定位。本文對改進的基于傅立葉變換的歸一化三相平均電流法中閾值的選取和診斷方法進行了數學推導，最后在Matlab/Simulink仿真平臺上對這兩種方法進行了驗證。 其次，深入研究了單電流傳感器矢量控制方法，對前人方法進行改進，將 兩個軸向的電流誤差量引入到龍貝格觀測器中，并且對系統的穩(wěn)定性進行了數學推導，得到觀測器的誤差矩陣。改進后的方法不僅可以運行在低速狀態(tài)，而且在中高速下可以正常運行。通過Matlab/Simulink仿真平臺驗證了該方法的有效性。 最后，設計了一種基于滑模控制的速度觀測器。該觀測器在模型參考自適應觀測器的基礎上，通過李亞普諾夫穩(wěn)定性推導，得到速度的表達式。然后通過Matlab仿真平臺搭建感應電機模型，通過仿真驗證了本文所提方法的有效性。該方法抗干擾性好，觀測準確性較高，且不需要復雜的增益系統調節(jié)。 針對上面的研究內容，，搭建了基于dSPACE的實驗平臺，該平臺具有模擬開關管開路故障的功能。通過實驗，對多開關管的開路故障診斷方法和單電流傳感器矢量控制方法進行了驗證。
[Abstract]:Frequency converter is widely used in industrial field because of its superior performance. However, as a power electronics product, the frequency converter will appear a variety of faults. Once frequency converter breaks down, it will bring huge hidden trouble to production and personal safety. It is imperative to improve the reliability of the system. There are two aspects to improve the reliability of the inverter: on the one hand, we need to quickly diagnose the fault, and locate the fault information to facilitate maintenance; on the other hand, let the frequency converter continue to run as much as possible after the failure. There are many fault types of frequency converter, among which speed sensor fault, current sensor fault and switch tube fault are common. Firstly, two methods are proposed for fault diagnosis of multi-switch transistors: the improved three-phase average current method and the improved Fourier transform based normalized three-phase average current method. The improved three-phase average current method is improved on the basis of the traditional three-phase average current method, and a new algorithm is proposed, and the validity of the method is verified by mathematical derivation. The improved normalized three-phase average current method based on Fourier transform is improved by the traditional method. The new algorithm and diagnosis strategy are used to locate the open circuit faults of multiple switches under different loads. In this paper, the mathematical derivation of the threshold selection and diagnosis method in the improved Fourier transform based normalized three-phase average current method is carried out. Finally, the two methods are verified on the Matlab/Simulink simulation platform. Secondly, the single current sensor vector control method is deeply studied, and the former methods are improved, two axial current errors are introduced into the Romberg observer, and the stability of the system is derived mathematically. The error matrix of the observer is obtained. The improved method can not only run at low speed, but also can run normally at medium and high speed. The effectiveness of the method is verified by Matlab/Simulink simulation platform. Finally, a speed observer based on sliding mode control is designed. Based on the model reference adaptive observer, the expression of velocity is derived by Lyapunov stability. Then the induction motor model is built on the Matlab simulation platform, and the effectiveness of the proposed method is verified by simulation. The method has the advantages of good anti-interference, high accuracy and no complicated gain system adjustment. In view of the above research content, the experimental platform based on dSPACE is built, which has the function of simulating the open circuit fault of switch tube. The open circuit fault diagnosis method and single current sensor vector control method are verified by experiments.
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM921.51

【共引文獻】

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本文編號：2155809