基于中点电压信号分析的逆变器功率管开路故障诊断研究

利用电流信号作为逆变器故障信息的诊断方法易受到负载、噪声等因素的影响,且诊断周期长、通常需要一定的软件算法、空载或轻载时易出现误诊断。针对该问题,提出对桥臂中点电压信号与脉冲信号进行相关逻辑分析的方法,从而实现逆变器功率管开路故障的诊断,给出了功率管开路故障输出信号的逻辑表达式,以及相关硬件电路设计方法。对逆变器功率管触发脉冲信号的上升沿进行延时,可有效地避免因功率管开通和关断延迟造成的误诊断。实验结果表明该方法能有效地诊断逆变器单相单功率管的开路故障,诊断实时性强,硬件电路开销小,方法有效可行。     

基于中点电流的ANPC逆变器故障诊断策略与容错控制

有源中点箝位型(ANPC)逆变器具有输出波形畸变率低、传输效率高等优点,获得了广泛的应用,但大量的开关器件降低了逆变器的可靠性.分析了三电平ANPC逆变器在不同开关器件开路故障下的电流路径,得到不同故障下输出电平及输出电压空间矢量的变化情况.结合各矢量作用下中点电流与输出电流的关系,提出了一种基于中点电流的故障诊断方法.根据ANPC逆变器电路特点,对其桥臂器件和箝位器件提出了不同的容错模式,并提出了一种具有不降额容错能力的容错电路结构.通过搭建仿真模型及实验平台对提出的故障诊断方法及容错策略进行验证,仿真和实验结果验证了该故障诊断方法及容错策略的有效性.     

三相电压型PWM逆变器在EPS电源系统中应用研究

针对EPS电源系统要求输出高质量电压波形的特点,提出了三相电压型PWM逆变器的一种电压电流双闭环控制方法,通过建立三相电压型PWM逆变器在两相同步旋转坐标系下的数学模型,利用电压外环实现对输出电压的稳定控制,电流内环实现对输出电流的控制,仿真证明该方法有效地改善了应急电源系统的动态响应及抗扰能力.     

光伏并网型三相逆变器电流内环及电压内环的数模设计

为了解决能源资源的紧缺现状,光伏发电并网系统得到了长足的发展和广泛的应用。在光伏发电并网系统中,并网逆变器的设计与控制有着至关重要的地位。本文介绍了一种三相三电平逆变器的设计与控制策略,着重介绍了电流内环、电压外环的设计方法,以便对今后光伏并网型三相逆变器数学建模提供一定的帮助。     

三电平SVPWM逆变器矢量控制系统的故障仿真

牵引传动系统是动车组的核心技术,三电平矢量控制的电机逆变器的故障诊断非常重要.本文以CRH2动车组的三电平电机逆变器为背景,建立了三电平空间矢量脉冲调制(SVPWM)逆变器控制系统的Matlab/Simulink模型,并进行了仿真,分析了5种常见故障对三电平逆变器的输出电压、电流、转矩和转速的波形及电机性能的影响,以便为CRH2动车组的三电平逆变器的故障诊断提供了技术参考.     

三电平逆变器IGBT开路的复杂故障检测

针对三电平逆变器绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的开路故障,分析了在逆变器交叉两桥臂各有一个IGBT开路故障时的输出电压信号特点;然后利用傅里叶变换提取故障电压信号的直流分量、基波幅值、基波相位以及二次谐波相位,然后转换为故障特征向量,并由此采用BP神经网络来进行故障诊断。为了提高故障诊断的精度,利用改进的粒子群算法(PSO)来优化BP神经网络的参数。最后,通过对三电平逆变器的仿真进行实验验证,仿真结果证明了该方法的正确性和可行性。     

基于小波包和支持向量机的逆变器故障诊断

针对逆变器功率元件经常出现的开路故障,提出一种基于小波包分解和支持向量机的故障诊断方法。利用小波包对逆变器输入电流进行分解,获得电流信号的各层细节系数、能量以及偏移量。对分解得来的参数进行相应的归一化处理,得到逆变器功率开关元件不同故障状态下的故障特征。将其各自作为多分类支持向量机的输入量来训练多分类支持向量机。通过模拟实验证明,该方法在诊断和定位故障上具有较高精度和效率。     

基于希尔伯特-黄变换的车用逆变器开路故障检测方法

针对车用变频驱动系统中逆变器开路故障,采用直流侧电流频谱作为故障特征量进行故障诊断;并引入希尔伯特-黄变换(HHT)作为频谱分析工具,将该方法延伸到非平稳信号的频谱分析中。通过对稳态、动态两种工况下单管开路故障和单相开路故障两种故障模式的研究,结果表明:该方法能够在稳态和动态工况下可靠提取出直流侧电流信号中隐含的故障特征量,适用于车用工况。     

基于移相调功的三电平超音频感应加热电源

多电平逆变器用于高电压大功率场合,可有效解决单只功率开关器件电压及电流定额受限的难题.基于这一优点,设计了适用于负载串联谐振的三电平感应加热逆变电源,给出了三电平逆变电源的拓扑结构,并采用PS-PWM(移相-脉宽调制)输出功率控制策略,在有效控制和调节输出功率的同时,改善了输出电压与电流波形的质量.采用PS-PWM控制方法,在器件额定电压确定时可提高1倍逆变器容量,且输出电压和电流的谐波也明显减少.利用PSPICE对25 kHz、540Vdc的超音频感应加热逆变电源的实际工况进行了仿真,理论分析与仿真结果验证了文中提出的三电平逆变器拓扑结构及功率控制策略的正确与合理性.     

基于SVPWM控制的三相三电平逆变器仿真研究

本文以二极管箝位型三电平逆变器为研究对象,分析了三电平逆变器主电路拓扑结构和工作原理,建立了单相三电平逆变器的控制模型,并在定义逆变器开关函数概念的基础上建立了三相三电平逆变器的数学模型。其次,详细分析了传统三电平SVPWM算法,并通过仿真,验证算法的可行性。     

异步电机低开关频率的模型预测直接电流控制

针对二极管箝位型(neutral point clamped, NPC) 三电平逆变器驱动异步电机的低开关频率控制, 提出了一种新颖的模型预测直接电流控制(model predictive direct current control, MPDCC) 方法. 基于推导的传动系统离散时间内部预测模型, 控制器预测了每个容许开关位置对应的电流输出轨迹、外推输出轨迹, 并根据评估平均开关频率的价值函数在线滚动优化实时求取最优开关矢量, 使得逆变器平均开关频率最小化, 且保持电流轨迹在给定的滞环范围内. 相对于已有的单步预测电流控制方法, 该方法在保持基本相同谐波性能的同时显著降低了开关频率. 仿真结果表明, 低开关频率模型预测电流控制算法可将三电平逆变器的平均开关频率降低至500 Hz 以下, 并且具有较理想的电流谐波畸变和动态响应性能.     

基于三分类支持向量机的船用逆变器故障诊断

针对电力推进船舶逆变器存在的开关器件开路故障诊断问题,提出一种基于三分类支持向量机的故障诊断方法。利用对称分量分析方法获得逆变器输出正序瞬时值分量,通过对信号进行小波包分解,得到不同开关元件故障下的小波能量,规范化后作为对应开关器件故障特征。根据开关器件位置和逆变器输出波形特点对开关器件进行分组,利用三分类支持向量机实现故障分类。仿真分析结果表明,该三分类支持向量机故障分类正确率94.29%,诊断方法有效。     

基于BP神经网络的三相逆变器故障诊断研究

针对三相桥式逆变电路为研究对象,建立了仿真模型,并对逆变器主电路开关器件的开路故障进行仿真,提出了基于BP神经网络的故障诊断方法,确定了网络的结构和参数,并以此训练网络.仿真试验结果表明,该神经网络具有很好的故障识别能力,所选择的基于BP神经网络的三相逆变器故障诊断系统是可行的.     

虚拟矢量的中点电位平衡三电平调制方法

针对二极管中点钳位型三电平逆变器中中点电位波动造成的直流侧电容电压不平衡问题,提出一种虚拟矢量中点电位控制方法.该方法结合三相电流平衡和冗余小矢量的特点,通过虚拟中矢量和小矢量取代原中矢量和小矢量,进行参考矢量的合成.因大矢量作用时中点无电流流入和流出,对中点电位波动无影响,故通过降低虚拟矢量作用时间内中点电位的波动,就可以控制整个调制过程中点电位的波动,从而降低输出电压波形的畸变和开关管承受的电压.仿真实验表明该文方法具有可行性和有效性.     

三相正弦波逆变器容错控制

针对变频器逆变模块故障率高的问题,建立三相正弦波脉宽调制(SPWM)逆变模块中的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)发生短路故障后逆变模块的数学模型.根据这个故障模型,实现对系统故障的有效诊断,同时结合硬件冗余的容错控制策略对电路拓扑进行重构,使得三相逆变器在短路故障情况下仍能正常工作,从而提高系统硬件层的容错能力和可靠性.在MATLAB/Simulink环境下实施系统仿真,验证了三相正弦波逆变器容错控制的有效性和可行性.     

三相三电平电压型逆变器仿真建模与特性分析

利用MATLAB软件中的电力系统模块库(PSB),为三相三电平电压型逆变器建立了仿真模型,对其输出特性进行了仿真分析,并利用快速傅里叶变换(FFT)分析工具对逆变器的输出电压进行了谐波分析．仿真实例表明了此模型和仿真方法的正确性．     

电机驱动系统PWM逆变器故障诊断

电机变频调速系统中,逆变器是故障高发的薄弱环节。设计一种基于小波包分解和RBF神经网络的三相电机驱动系统PWM逆变器故障诊断模型,利用小波包变换提取三相PWM逆变器故障信号特征向量,并将其作为RBF神经网络的输入量;采用狼群—模拟退火算法优化RBF神经网络的结构和参数,利用32组学习样本和6组测试样本分别训练和检验RBF神经网络。仿真实验分析表明,该方法用于三相电机驱动系统PWM逆变器开路故障的诊断,速度快、准确率高。     

基于优化的VSVPWM三电平NPC逆变器控制策略

针对中点箝位(NPC:Neutral-Point-Clamped)型三电平逆变器直流侧上下两个电容电压不一致,以及传统的空间矢量脉宽调制(SVPWM:Spatial Vector Pulse Width Modulation)虽然可在一定的调制度范围内解决两个电容电压不一致,但在较大的调制比下中点电位无法维持平衡的问题,在传统SVPWM和虚拟空间矢量脉宽调制(VSVPWM:Virtual Space Vector Pulse Width Modulation)的基础上优化控制方法。该方法依据电流的流向对不同的正、负小矢量采用不同大小的平衡因子,同时根据中点电位差值,引入电压调差系数,并在此基础上与无差拍控制相结合。该闭环控制策略利用中点电位差值与逆变器三相电流输出值作为反馈量调整输出波形,抑制中点电位。仿真结果表明,该方法在三电平逆变器调制度较高时仍然可以维持直流侧中点电位的平衡,证明了控制策略的正确性和有效性。     

基于小波神经网络的逆变器功率开关故障诊断

针对逆变器经常出现的功率开关器件开路故障问题,提出了一种基于小波分析和神经网络的逆变电路功率器件开路故障检测和诊断方法。利用小波递归方法对逆变器输出电流信号进行分析处理,实现了逆变器故障检测。通过小波多尺度分析,获得了信号各层细节系数及其能量,对能量进行归一化处理,得到不同故障状态的故障特征,将其作为BP神经网络输入,通过观察网络输出实现了功率器件开路故障分离。仿真结果表明,该方法可以实现功率开关器件故障检测与分离。     

EL模型三电平并网逆变器无源控制

为解决“T”型三电平并网逆变器非线性控制问题,根据其拓扑结构,建立了欧拉-拉格朗日数学模型.基于EL模型和无源控制(PBC)理论,通过对系统注入阻尼设计系统的无源控制器.该控制器能够使光伏并网逆变器d-q轴电流解耦,实现网侧单位功率因数、电流低谐波;同时,使并网逆变器具有良好的动态、静态特性.仿真实验结果表明本文设计的无源控制器是可行的.