基于EWT的充电站主变流器中的IGBT故障检测

随着电动汽车数量的增加,充电站数量也大量增加.主变流器为充电站的核心部件,其中的绝缘栅双级晶体管(insulated gate bipolar transistor,简称IGBT)易出现故障,该故障会危及电网安全.提出基于经验小波变换(empirical wavelet transform,简称EWT)的充电站主变流器中的IGBT故障检测方法.建立充电站的Simulink模型,对IGBT的故障进行分析.将不同状态下特征分量的小波能量熵进行对比,结果表明该检测方法能对IGBT故障进行准确检测.     

IGBT高压串联组件的失效检测与恢复策略

针对IGBT串联组件中失效器件导致整个装置异常的问题,提出了一种IGBT器件开路失效的检测方法与组件功能恢复策略。从IGBT的内部结构分析了器件失效机理,借助于IGBT驱动电路监测组件中各个IGBT的状态,根据状态反馈对IGBT器件的开路失效故障进行诊断和定位,针对IGBT的开路失效故障,设计了在串联组件阻断后吸合相应旁路开关以恢复组件功能的重启动策略。建立了串联组件中IGBT失效监控实验系统。实验结果表明该系统能准确识别组件内失效的IGBT器件,并及时可靠地恢复了IGBT串联组件的正常开关功能。     

交流伺服系统电源、功率模块故障描述及分析

针对车轮生产线选用的西门子交流伺服系统611A电源模块及进给功率模块经常出现故障等问题进行了分析研究,通过分析西门子交流伺服系统611A的工作原理,得出IGBT功率模块的损坏是该交流伺服系统出现故障的主要原因,并对IGBT功率模块的原理进行分析,认为通过更换IGBT功率模块能较好地解决故障.     

大功率IGBT击穿故障分析及驱动保护电路设计

该文通过对IGBT组成的H桥在大功率高速开关条件下进行大量实验,列举了IGBT发生击穿故障的多种原因,结合IGBT器件的结构分析其击穿过程及击穿表现,并通过计算提出了一种输出波形稳定的IGBT驱动电路以及相应的保护电路。     

基于GRU与PCA-TL的热应力下IGBT故障预测

针对热应力下绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor, IGBT)的性能随时间逐步退化的特性,将深度学习中的时间序列预测算法应用到IGBT故障预测中,提出了基于门控循环单元(gated recurrent unit, GRU)与主成分分析-迁移学习(principal components analysis-transfer learning, PCA-TL)的故障预测新方法。该方法以电参数集电极-发射极电压V_CE作为衰退参数,采用GRU模型构建衰退参数与故障时间的映射关系;利用PCA技术综合相异分布特征的IGBT故障指标,引入TL方法,通过微调GRU预测模型的参数完成从源域到目标域的迁移,实现目标域样本的故障预测。实验结果表明,基于GRU的故障预测模型具有较高的预测精度,与长短期记忆(long short-term memory, LSTM)算法相比,训练速度更快;PCA-TL方法可实现同类器件不同工况下的故障监测任务。验证了所提方法的可行性和正确性。     

IGBT的驱动与保护

本文讨论了IGBT驱动电路的特点及设计驱动电路应考虑的问题,并叙述了IGBT使用时故障产生的机理及基本的保护方法。在此基础上,给出了一些实用的驱动与保护电路。     

基于时间序列DTW差异的IGBT模块缺陷辨识方法

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块是电力电子装置中关键可靠性敏感元件之一,辨识IGBT模块缺陷,是避免突发故障,增强电力电子装置可靠运行的重要举措之一。为此,笔者提出一种基于时间序列动态时间弯曲(DTW)差异的IGBT模块早期缺陷的诊断方法。该方法利用缺陷对IGBT模块门极寄生参数的影响,通过分析缺陷前后,门极电压信号序列DTW的差异,判断IGBT模块内部是否存在缺陷。实验研究结果验证了其诊断结论的正确性和实用性。     

光伏逆变器IGBT器件接线故障诊断方法

针对光伏逆变器的绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor, IGBT)接线故障不易发现且易被忽略,现有方法诊断速度慢、识别率低的问题,提出了一种基于电压均值的特征提取策略,并利用改进狮群算法(improved loin swarm optimization, ILSO)优化核极限学习机(kernel extreme learning machine, KELM),实现对IGBT的故障诊断.首先,分析逆变器各状态下三相电压Concordia变换后的效果,获得表征故障特征的二维向量,通过二维散点图验证接线故障的可分性;其次,通过Sine混沌映射改进的狮群算法(loin swarm optimization, LSO)对KELM进行参数寻优,建立诊断模型;最后,以Z源逆变器为例进行验证.结果表明：对于逆变器的IGBT接线故障,所提方法能提取包含丰富故障信息的二维故障特征,极大地简化了特征提取的过程,且诊断方法适用于单个和2个器件的故障类型,与其他方法相比速度更快,故障识别率更高.     

IGBT模块电气参数测试及分析

针对不同集电极电流及开关频率下的开关过程设计并搭建了IGBT电气参数测试系统。试验测录了IGBT模块在开关过程中的电压、电流波形,对电压、电流波形进行数据处理,得到IGBT模块的开关时间和开关损耗;根据对IGBT模块的开关损耗进行分析,得到IGBT模块的开关损耗在随着集电极电流和开关频率变化的规律。     

基于EXB841的IGBT驱动电路优化设计

针对EXB841典型IGBT驱动保护电路中存在的不足,提出了采用外部负栅压成型电路提高负栅压、过流检测电路精确调整过流动作阈值,虚假过流故障识别与故障信号锁存电路识别虚假过流和过流锁定等改进方法,设计了相应的优化驱动电路.优化驱动电路在臭氧发生电源中得到了应用,实际运行表明优化驱动电路克服了EXB841典型驱动的不足,改善了IGBT的驱动与保护性能,具有很好的实用性.     

大功率IGBT特性及在变频器中应用研究

目的为能够更全面透彻地理解绝缘栅双极晶体管(IGBT)的结构、特性及应用中的注意事项,正确选择和使用IGBT器件及其系统,更好地将IGBT应用于变频器中。方法具体深入地分析IGBT特性,从实践出发对IGBT在变频器方面的应用进行研究。结果详尽分析了IGBT的静态和动态特性、擎住效应、安全工作区等,并从系统构成和实际应用角度对影响IGBT特性的主要因素进行了分析研究;探讨了IGBT在变频器应用中被易损坏的原因及解决的措施。结论 IGBT的结构、特性及应用的深入理解对正确选择该器件有一定的实用价值。     

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。     

论IGBT在烧结钕铁硼甩带炉上的应用

该文着重闸述了IGBT电源在烧结钕铁硼甩带炉生产中的应用,该文还具体比较了可控硅电源与IGBT电源二种不同电源,在烧结钕铁硼甩带炉中的不同效果,从而让使用者有了比较的标准和选择方法,同时还提出了IGBT电源与可控电源相比,那一种节能。     

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.     

新型混合型高温超导限流器的仿真研究

在研究混合型高温超导限流器和失超型桥式整流高温超导限流器原理的基础上,介绍了混合型高温超导限流器的概念,提出了一种新型单相混合型高温超导限流器,该限流器利用IGBT快速动作来控制保护电阻,IGBT在故障发生后的100 μs时间间隔内动作并投入保护电阻.利用MATLAB进行仿真分析,研究结果表明该限流器模型设计参数准确,限流效果明显.     

IGBT模块在薄膜电容分选机中的应用

绝缘栅双极晶体管(IGBT)因其性能优越、控制方便而广泛应用于电源、变频调速装置和电动汽车等领域.介绍了绝缘栅双极晶体管(IGBT)在薄膜电容分选机中的应用情况,分析了IGBT在实际应用中应注意的问题.     

牵引电机的变频器过流故障处理

OTIS 430电梯在运行过程采用变频器控制时,经常跳闸变频器故障显示为SC故障。通过检查变频器IGBT模块损坏,后查明是轴电流引起。在安装滤波器后轴承电流减少到可以忽略的水平,变频器使用寿命得以大大提高,且最终解决了变频器过流问题。     

模块化多电平换流器子模块故障仿真与诊断

分析了模块化多电平换流器(MMC)的工作原理和故障特性,搭建了基于MATLAB/Simulink的五电平MMC故障仿真平台,对子模块中IGBT器件的开路、短路和高阻等故障状态进行模拟,总结出发生不同故障时输出直流电压、子模块电容电压和交流侧三相电流的变化特征,可为MMC故障诊断与故障模块定位提供参考。     

一种大功率IGBT实用驱动及保护电路

对大功率 IGBT驱动和保护电路的原理进行了分析。提出了一种新的延迟搜索过电流保护实现方法。采用高速模拟开关器件 ,可方便地调节保护电路的参数、保护电路动作的电流值、延迟时间、搜索时间及 2倍以上过流时的慢速关断时间等。针对不同的大功率 IGBT,只需进行简单计算就可确定电路参数。文中给出了详细电路 ,对正常工作和过流故障时的原理进行了分析。最后给出了仿真和试验结果。针对三菱公司的 12 0 0 V/ 6 0 0 A IGBT设计的实际电路已在某研究所大功率离心机上可靠运行     

一种IGBT短路保护驱动电路的优化

通过对IGBT短路失效原因的分析,提出了防止短路故障时IGBT失效的有效方法。进而对具有短路保护功能的EXB841驱动电路的各部分功能进行了详细地阐述,最后针对EXB系列电路存在的缺陷,给出了改进后的驱动电路。该电路不仅改善了因EXB模块过流保护起控点设置不合理带来的弊端,同时专门设置了延时封锁信号的功能,实现了对IGBT的软关断处理,避免了过流情况下硬关断所造成的危害。这对EXB系列驱动模块的进一步改进具有较大的参考价值。