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电气工程学报 2015年第5期10卷 51-60页

作者：邓文浪黄斯瑶郭有贵刘和余帅湘潭大学信息工程学院湘潭411105

矩阵变换器(MC)由数量较多的功率开关构成,这些功率开关元件用在各种复杂的环境以及高频切换的电路系统,增加了功率开关发生故障的可能性,也降低了MC系统的可靠性。功率开关故障成为了阻碍MC系列拓扑进入工程化应用的主要因素之一,而对M... 详细信息

矩阵变换器(MC)由数量较多的功率开关构成,这些功率开关元件用在各种复杂的环境以及高频切换的电路系统,增加了功率开关发生故障的可能性,也降低了MC系统的可靠性。功率开关故障成为了阻碍MC系列拓扑进入工程化应用的主要因素之一,而对MC功率开关进行在线故障诊断并进行合适的容错控制可以有效地提高MC系统可靠性。本文针对双级矩阵变换器(TSMC)的功率开关开路故障诊断策略进行研究,对功率开关故障下的TSMC运行模式及其输出电压、直流电压故障特征进行了深入分析,定义了开关组误差电压的概念,提出了根据输出相电压误差、开关信号以及直流电压定位TSMC故障开关的方法。所提方法具有诊断准确、诊断速度快、独立于调制策略、不受负载运行状态影响等优点。仿真实验结果验证了理论分析的正确性以及所提故障诊断策略的有效性。

关键词：双级矩阵变换器输出相电压误差开关组误差电压直流电压故障诊断

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双级矩阵变换器功率开关开路故障的分析与诊断

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电机与控制学报 2018年第7期22卷 59-68页

作者：邓文浪吴金凤盘宏斌李彬艳唐亚辉严煜坤湘潭大学信息工程学院湖南湘潭411105

针对双级矩阵变换器(TSMC),分别分析了TSMC正常与故障时的运行模式,分析并总结了TSMC在功率开关故障情况下的输出线电压故障特征,在此基础上提出了基于开关组误差电压的TSMC功率开关故障诊断方法,该方法可以根据开关组误差电压锁定故障... 详细信息

针对双级矩阵变换器(TSMC),分别分析了TSMC正常与故障时的运行模式,分析并总结了TSMC在功率开关故障情况下的输出线电压故障特征,在此基础上提出了基于开关组误差电压的TSMC功率开关故障诊断方法,该方法可以根据开关组误差电压锁定故障开关组,并能从故障开关组中准确定位故障开关。该故障诊断方法具有快速、准确、高效等特点。建立了TSMC功率开关故障诊断系统的仿真模型和实验系统,验证了所提故障诊断方法的正确性和可行性。

关键词：双级矩阵变换器功率开关故障输出线电压误差开关组误差电压故障诊断

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TSMC功率开关故障诊断优化

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电力自动化设备 2017年第5期37卷 7-13页

作者：邓文浪唐亚辉李彬艳吴金凤严煜坤湘潭大学信息工程学院湖南湘潭411105

功率开关故障诊断是实现矩阵变换器系统在功率开关故障下的容错运行、提高系统可靠性的前提。针对双级矩阵变换器(TSMC),分别分析了正常运行和功率开关故障下TSMC的运行模式,并深入分析了功率开关故障下TSMC输出相电压的特征。在此基础... 详细信息

功率开关故障诊断是实现矩阵变换器系统在功率开关故障下的容错运行、提高系统可靠性的前提。针对双级矩阵变换器(TSMC),分别分析了正常运行和功率开关故障下TSMC的运行模式,并深入分析了功率开关故障下TSMC输出相电压的特征。在此基础上,结合TSMC空间矢量调制的特点,提出了根据输出相电压的开关组误差电压定位故障开关的方法。所提方法具有诊断准确、无需检测直流侧电压、诊断速度快、实现简单等优点。实验结果验证了理论分析的正确性以及所提故障诊断策略的可行性。

关键词：双级矩阵变换器功率开关开关组误差电压容错运行故障诊断

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双级矩阵变换器功率开关故障诊断及容错控制策略研究

双级矩阵变换器功率开关故障诊断及容错控制策略研究

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作者：吴金凤湘潭大学

学位级别：硕士

矩阵变换器（MC）具有优良的输入输出性能、输入功率因数可控、能量传输可逆、结构紧凑等诸多优点,在电力系统及电力传动等领域有较大的应用前景,这些领域对功率变换器的运行可靠性均提出了较高的要求,故通过实时的在线诊断及适当的容... 详细信息

矩阵变换器（MC）具有优良的输入输出性能、输入功率因数可控、能量传输可逆、结构紧凑等诸多优点,在电力系统及电力传动等领域有较大的应用前景,这些领域对功率变换器的运行可靠性均提出了较高的要求,故通过实时的在线诊断及适当的容错控制来提高MC系统的可靠性具有重要意义。目前已有文献中提及的MC故障诊断方法和容错控制策略主要针对单级矩阵变换器（CMC）拓扑提出的,本文主要对双级矩阵变换器（TSMC）功率开关故障诊断及容错控制策略进行研究。本文首先介绍了MC功率开关故障诊断方法和容错控制策略的研究背景和意义,就目前已有的MC故障诊断方法和容错控制策略进行了介绍与总结;其次,对TSMC的拓扑结构及其空间矢量调制策略进行了介绍。分别对TSMC在正常情况和功率开关故障下的运行模式进行了分析,并分别对整流级与逆变级功率开关故障下TSMC输出线电压的故障特征做了深入的分析,在此基础上提出了基于开关组误差电压的TSMC功率开关故障诊断方法,该方法可以根据开关组误差电压锁定故障开关组,并能从故障开关组中准确定位故障开关。所提诊断法具有独立于调制策略、诊断速度快、准确率高且不易受负载运行状态以及外界噪声干扰等因素影响等诸多优点,还克服了已有TSMC诊断法需检测直流侧电压,增加传感器这一不足,在一定程度降低了诊断系统的成本。然后,在分析已有MC容错控制策略的基础上,结合TSMC调制策略及拓扑结构的特点,提出了适用于TSMC拓扑的桥臂冗余型容错控制方法。最后,在Matlab/simulink仿真环境下分别搭建了TSMC功率开关故障诊断系统和容错控制系统的仿真模型,并设计了故障诊断系统实验平台,以DSP和CPLD为控制核心,其主要包括主开关电路、驱动电路和信号调理电路等,仿真及实验结果验证了所提故障诊断方法和容错控制策略的正确性和可行性。

关键词：双级矩阵变换器功率开关故障故障诊断容错控制开关组误差电压

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双级矩阵变换器故障诊断策略研究

双级矩阵变换器故障诊断策略研究

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作者：唐亚辉湘潭大学

学位级别：硕士

双级矩阵变换器(TSMC)具有功率因数可调、输入输出性能优良、能量双向流动及结构紧凑等优点,在电力系统、电力传动等领域具有较大的应用前景,这些应用场合都需要系统能长期稳定、可靠地运行。然而,TSMC由于功率开关数量多、工作环境复... 详细信息

双级矩阵变换器(TSMC)具有功率因数可调、输入输出性能优良、能量双向流动及结构紧凑等优点,在电力系统、电力传动等领域具有较大的应用前景,这些应用场合都需要系统能长期稳定、可靠地运行。然而,TSMC由于功率开关数量多、工作环境复杂等原因其发生故障的概率较大,阻碍了TSMC的市场化应用。因此,对TSMC进行故障诊断研究使其在故障后能及时的得到保护具有很大的研究意义。本文运用电压法对TSMC功率开关故障进行研究。本文的主要研究内容如下:首先,本文介绍了课题的研究背景和意义,并分别对基于电流法和基于电压法的常规矩阵变换器(CMC)和TSMC的故障诊断方法进行了详细分析。介绍了TSMC的拓扑结构以及输入输出之间的函数关系,并对整流级和逆变级双空间矢量调制下TSMC的工作原理进行了分析。其次,分别对TSMC正常和发生故障后的运行模式进行了分析,根据故障后负载电流的流向,分别得到了整流级和逆变级功率开关开路后TSMC输出相电压的故障特征,并总结了两者之间故障特征的异同。针对整流级和逆变级开关故障有时会产生相同的输出相电压故障特征而难以准确定位故障开关,结合逆变级空间矢量调制的特点,本文提出了在逆变级与故障开关同层桥臂有两个开关导通时,根据此时的开关组误差电压个数以及开关状态定位故障开关的方法。所提诊断方法具有诊断准确、无需检测直流侧电压、诊断速度快、实现简单等优点。搭建了基于所提诊断方法的仿真模型,仿真结果验证了所提诊断方法的正确性。最后,搭建了TSMC故障诊断的实验平台,详细介绍了主开关的选取、缓冲电路、驱动电路、信号调理电路的设计方法;并设计了以TMS320F28335+EPM570为控制器的软件系统以实现所提故障诊断方法。对实验结果进行了分析,实验结果验证了所提诊断方法的正确性和有效性。

关键词： TSMC 故障诊断空间矢量调制故障特征开关组误差电压

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双级矩阵变换器功率开关故障诊断策略研究

双级矩阵变换器功率开关故障诊断策略研究

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作者：黄斯瑶湘潭大学

学位级别：硕士

双级矩阵变换器（TSMC）以其优良的电气特性、结构紧凑、集成度高等优点,在汽车、航空航天、军事工业领域有较大的应用价值,这些应用场合需要功率变换器具有较高的可靠性。而对功率变换器进行故障诊断和容错控制是提高系统可靠性的有效... 详细信息

双级矩阵变换器（TSMC）以其优良的电气特性、结构紧凑、集成度高等优点,在汽车、航空航天、军事工业领域有较大的应用价值,这些应用场合需要功率变换器具有较高的可靠性。而对功率变换器进行故障诊断和容错控制是提高系统可靠性的有效措施。本文对TSMC功率开关故障诊断策略进行研究。本文研究工作如下:首先,本文介绍了矩阵变换器的功率开关故障诊断技术的研究意义和现状,分析了常规矩阵变换器（CMC）和TSMC的拓扑结构特点以及空间矢量调制策略下TSMC的工作原理。其次,分别在逆变级和整流级功率开关故障时,对TSMC的运行模式以及输出三相相电压进行了分析,得到相应的故障特征,通过故障特征的对比分析,对于在两种故障情况下的故障特征存在难以区分的部分,引入直流电压进行辅助判断。然后,根据CMC的开关误差电压故障诊断策略,提出了TSMC的开关组误差电压的概念,同时根据检测到的输出相电压出现误差的个数,提出了针对TSMC中功率开关的开路故障诊断方法。与采用电流法的CMC功率开关故障诊断策略相比,此电压法独立于TSMC的调制策略,参数敏感性较低,且受负载情况以及外界噪声扰动等因素影响较小,诊断时间也相对较短,实现更为简单可行。最后,根据所提出的诊断方法流程,在matlab/simulink仿真环境搭建了TSMC的功率开关故障诊断系统仿真模型,对各种故障情况进行了仿真分析,仿真结果验证了故障诊断策略的正确性和有效性。

关键词： TSMC 输出三相相电压故障特征开关组误差电压直流电压故障诊断

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