基于EEMD模糊熵和PSO-KELM的NPC三电平逆变器故障诊断

功率开关器件是逆变器的核心部件,但其易发生开路故障,故对其进行故障诊断方法研究很有必要。针对中点钳位型（Neutral Point Clamped,NPC）三电平逆变器功率开关管器件的开路故障,提出一种基于总体经验模态分解（Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD）模糊熵和粒子群算法（Particle Swarm Optimization,PSO）优化的核函数极限学习机（Kernal Extreme Learning Machine,KELM）的故障诊断方法。首先采样功率开关器件的桥臂输出端的三相电压作为故障信号以区分各种故障类型,然后利用EEMD模糊熵提取故障特征向量,最后将其划分为训练集和测试集送入PSO-KELM中,识别故障类型并输出诊断结果。经MATLAB平台仿真实验得到该方法的故障诊断率超过98%,通过与其他方法的对比实验分析,该方法的有效性与优势得到验证。     

闭环状态下并网逆变器故障诊断

目前针对并网逆变器的故障诊断方法主要应用于开环系统中,而实际的并网逆变器多数为闭环控制系统。因此针对闭环状态下的并网逆变器,提出一种基于相电流的故障诊断方法。通过分析闭环状态下并网逆变器在正常和各开路故障类型下的相电流,得出发生多管开路故障下的相电流平均值和平均绝对值残差的故障特征。首先利用闭环控制回路中Park变换所产生的相电流与实测相电流进行平均值运算,然后根据归一化的相电流平均值和平均绝对值残差相结合来进行故障诊断。最后通过实验验证该诊断方法能够在闭环控制下快速检测和识别单管和多管开路故障。     

矿用电动车混合储能系统Z源逆变器电流控制

针对应用于矿用电动车混合储能系统的传统Z源逆变器或单开关电感Z源逆变器存在电压增益、功率密度和转换效率均不高的问题,提出了一种新型Z源逆变器。该逆变器采用基于阵列式磁集成技术的模块化开关耦合电感单元替代传统Z源逆变器的电感,提高功率密度和电压增益,并通过引入辅助软开关支路实现功率器件零电压开关,提高转换效率。对基于新型Z源逆变器的混合储能系统进行了建模,通过分析极点,发现引起系统振荡的1对共轭极点及系统振荡处频率,结合模型进行了电流控制器参数设计,推导出电流控制器比例和积分参数的设计准则。仿真与实验结果验证了该电流控制器设计准则的正确性。     

基于电量参数特征分析的逆变器开路故障诊断方法研究

针对传统基于电压信号分析的和基于电流信号分析的逆变器开路故障诊断方法存在的缺陷,提出了一种基于电量参数特征分析的逆变器开路故障诊断方法。综合分析电压信号特征与电流信号特征,进行故障诊断。利用电压信号特征进行故障相诊断,同时利用电流信号特征进行故障开关管定位。在保留基于电压信号的逆变器开路故障诊断方法的优越性的同时,进一步克服了基于电流信号的逆变器开路故障诊断方法的可靠性低的缺陷。最终,利用MATLAB/Simulink软件搭建仿真模型,验证该开路故障诊断方法的有效性。验证结果表明,该逆变器开路故障诊断方法能够有效地进行故障相诊断以及故障开关管定位,可以广泛应用于电力、电动汽车、核电、航天等行业,能够避免由于逆变器开路故障带来的损失,提高了行业安全性和可靠性。     

新型不对称三电平四桥臂Z源逆变器的SVPWM算法

为了简化三电平逆变器结构,提出了一种新型不对称三电平四桥臂Z源逆变器拓扑结构。与常规对称三电平四桥臂Z源逆变器相比,减少了功率器件的数量,且无需二极管或电容进行箝位,结构简单,有效降低三电平Z源逆变器的成本。针对不对称三电平拓扑结构的逆变器在进行空间矢量调制时因开关矢量缺失,无法通过冗余矢量进行中点电位控制的问题,根据Z源特有的上下直通状态对中点电位的影响,提出了一种基于abc坐标系下的不对称三电平四桥臂逆变器最优SVPWM控制策略,通过控制上下直通时间,在实现直流升压的同时有效抑制了中点电位的偏移。仿真验证了该方法的可行性和有效性。     

方波电压激励下感应电动机定子绕组短路的瞬态仿真

该文根据三相感应电动机在αβo坐标系下的数学模型和开关式电压源逆变器数学模型，考虑具体定子绕组接线的不对称情况，推导出电机定子端电压的约束条件。编写了一个适合于三相感应电动机对称和定子不对称运行情况的实用仿真计算程序，通过实例对定子Y形接法三相感应电动机的定子单相短路和两相短路时的运行过程进行仿真计算，并对仿真结果进行分析。     

逆变器开关管故障诊断方法综述

逆变器作为电机驱动系统的核心部分,其安全性和可靠性对电机驱动系统的正常运行甚至整个系统的运行是至关重要的。针对逆变器开关管故障,文中主要从基于解析模型、基于信号处理和基于数据驱动三个方面对现有逆变器开关管开路故障诊断方法进行了综述,具体叙述了各种逆变器故障诊断方法的原理,并从这些方法的应用系统、诊断时间、算法实现难易和可靠性等角度对各种方法进行对比,突出了各自的优缺点。最后探讨了今后逆变器开关管故障诊断方法的研究难点和方向。     

无刷直流电动机驱动系统建模及故障仿真

为提高无刷直流电动机故障诊断水平,在Simulink下建立了带霍尔位置传感器的无刷直流电动机驱动系统模型。针对逆变桥功率开关管短路、开路及霍尔传感器缺相等故障进行了仿真,得到了相应的特征波形。对各类故障进行了理论上的分析,分析结论为无刷直流电机的故障诊断提供了科学的参考。     

三相六开关容错逆变器驱动异步电机FCS-MPTC

针对异步电机驱动系统中三相六开关逆变器单管故障问题,提出一种逆变器在故障状态下的三相六开关容错控制策略,较三相四开关容错控制可以提供较多的电压矢量,进而可以有效抑制转矩脉动.结合有限集预测控制思想,提出一种基于三相六开关容错逆变器的异步电机有限控制集模型预测转矩控制策略,同时采用模糊PI转速控制器替代固定参数的PI控制器,进一步提高系统的稳定性、快速性和鲁棒性.仿真结果表明, 采用此方案进行控制的异步电机驱动系统能够持续稳定运行,具有良好的动态性能,进一步验证了所提出方法的有效性.     

开关磁阻电机功率变换器容错控制方法

功率变换器是开关磁阻电机驱动系统易出现故障机构之一,为提高该驱动系统可靠性与容错性,本文以不对称半桥型功率变换器为研究对象,针对功率管短路与开路故障分别提出不同在线容错控制方法.通过对调故障相两功率管工作状态实现斩波功率管短路故障容错控制,基于细菌觅食算法(bacterial foraging algorithm)优化的PI速度控制器来降低转矩脉动以消除常闭功率管短路故障造成的恶性影响,并通过实时在线调整非故障相的导通角与关断角实现功率管开路故障容错控制.仿真与实验结果表明,所提方法能够根据故障诊断详情及时进行在线容错控制,且容错效果良好,无需增加任何硬件结构,操作简单易行,可避免故障运行造成的恶性影响.