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基于改进相电压法的永磁容错电机开路故障诊断策略

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大连海事大学学报 2025年第1期 112-119页

作者：刘青朱景伟李明轩廖海波臧坤大连海事大学船舶电气工程学院

针对现有故障诊断方法需要多组变量识别开关管和绕组开路故障，且电机运行状态发生变化易导致误诊断的问题，本文提出一种改进的相电压平均值算法。该方法将电机驱动系统与电流型磁链观测器相结合，将诊断变量由故障复杂识别切换为一组... 详细信息

针对现有故障诊断方法需要多组变量识别开关管和绕组开路故障，且电机运行状态发生变化易导致误诊断的问题，本文提出一种改进的相电压平均值算法。该方法将电机驱动系统与电流型磁链观测器相结合，将诊断变量由故障复杂识别切换为一组变量识别，由阈值范围诊断切换为正负变量组合诊断，通过诊断结果即可区分不同开关管及绕组开路故障。搭建了六相永磁容错电机故障诊断硬件实验平台，并通过实验验证了本文算法的有效性及优越性。

关键词：永磁容错电机磁链观测器开路故障诊断策略

采用超螺旋滑模观测器的并网逆变器开路故障诊断

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电力系统及其自动化学报 2025年第3期37卷 120-128页

作者：韩素敏高静利赵国帅贾焦心河南理工大学电气工程与自动化学院焦作454003 河南省煤矿装备智能检测与控制重点实验室焦作454003 河北省分布式储能与微网重点实验室(华北电力大学) 保定071003

针对并网逆变器开关管单管和双管开路故障,提出一种采用超螺旋滑模观测器的故障诊断方法。首先,引入超螺旋算法设计滑模观测器,通过将滑模控制中的高频切换信号转换为分数次幂和积分项的组合,并将其中的符号函数替换为双曲函数,用来抑... 详细信息

针对并网逆变器开关管单管和双管开路故障,提出一种采用超螺旋滑模观测器的故障诊断方法。首先,引入超螺旋算法设计滑模观测器,通过将滑模控制中的高频切换信号转换为分数次幂和积分项的组合,并将其中的符号函数替换为双曲函数,用来抑制抖振现象和提高收敛速度,从而实现三相电流的快速精确估计;其次,提出正态差异电流法的故障检测方法,以实际电流和估计电流的概率密度函数差为依据,并结合自适应阈值进行故障检测,可有效避免并网波动造成的误检;最后,利用健康运行状态下三相电流的相位信息构造故障定位变量,与故障检测相结合实现开路故障快速有效地诊断。实验结果表明,面对多种波动情况,所提方法能够准确有效地诊断出21种故障类型,最小诊断时长仅为19%电流周期。

关键词：并网逆变器开路故障超螺旋滑模观测器概率密度函数自适应阈值

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三相四线制有源电力滤波器开路故障诊断

电网技术 2016年第2期40卷 571-578页

作者：张晓孙传达刘娟张辉中国矿业大学信息与电气工程学院江苏省徐州市221008

为提高四线制有源电力滤波器系统(active power filter,APF)运行可靠性,提出一种适用于三相四线制三桥臂三电平并联型APF的故障诊断算法。通过分析APF交流侧输出电压的数学模型,建立APF各相交流侧输出电压与相应IGBT导通占空比间的对应... 详细信息

为提高四线制有源电力滤波器系统(active power filter,APF)运行可靠性,提出一种适用于三相四线制三桥臂三电平并联型APF的故障诊断算法。通过分析APF交流侧输出电压的数学模型,建立APF各相交流侧输出电压与相应IGBT导通占空比间的对应关系;通过正常状态和故障状态下输出电压与对应IGBT导通占空比间对应关系的不同诊断出开路故障,并根据故障状态下的电流路径进一步定位故障位置。该方法能够适用于单管及多管的开路故障诊断,具有很好的快速性和较高的可靠性,且适用于系统的动态响应过程。仿真和实验结果验证了所提算法的有效性。

关键词：三相四线制三桥臂三电平有源电力滤波器开路故障故障诊断

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永磁直驱风电系统变流器开路故障诊断新方法

太阳能学报 2017年第12期38卷 3392-3398页

作者：王美谭阳红何怡刚艾慧湖南大学电气信息与工程学院长沙410082 合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥230009

针对变流器发生开路故障后系统的运行特性,提出利用电流的Park矢量模值对电流绝对值的平均值进行归一化,用归一化后的数值和电流平均值的正负对风电系统变流器的单开路故障进行诊断。仿真和实验结果表明该文提出的故障诊断方法不仅能准... 详细信息

针对变流器发生开路故障后系统的运行特性,提出利用电流的Park矢量模值对电流绝对值的平均值进行归一化,用归一化后的数值和电流平均值的正负对风电系统变流器的单开路故障进行诊断。仿真和实验结果表明该文提出的故障诊断方法不仅能准确地对变流器的开路故障进行诊断,且能防止负载突变、电网电压骤降时误诊断的发生。

关键词：永磁直驱式风电系统变流器开路故障故障诊断

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逆变器并联系统功率管开路故障诊断研究

中国电机工程学报 2006年第4期26卷 99-104页

作者：肖岚李睿南京航空航天大学自动化学院江苏省南京市210016 浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027

冗余容错控制的关键在于故障的诊断。该文通过仿真和实验,对无输出隔离变压器的逆变器并联系统功率管开路故障诊断进行了研究。以半桥逆变器为例,分析了逆变器并联系统在功率管开路故障下的等效电路和故障表现形式,提出了几种故障识别... 详细信息

冗余容错控制的关键在于故障的诊断。该文通过仿真和实验,对无输出隔离变压器的逆变器并联系统功率管开路故障诊断进行了研究。以半桥逆变器为例,分析了逆变器并联系统在功率管开路故障下的等效电路和故障表现形式,提出了几种故障识别方案。通过检测并联系统各模块电感电流,在两台并联实验样机上实现了故障识别和故障模块的在线切除,验证了方案的可行性。该方案简单,适合于任意数量逆变器并联模块。

关键词：电力电子并联逆变器开路故障故障诊断电感电流

基于四相全桥的磁悬浮轴承开关器件开路故障容错控制策略

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电工技术学报 2022年第9期37卷 2295-2305,2340页

作者：胡烽孙宏博蒋栋杨佶昌强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学) 武汉430074

功率半导体开关器件的开路故障是主动磁悬浮轴承系统失效的一个主要原因。为了保障主动磁悬浮轴承在高速旋转场合安全可靠运行,该文在功率放大器容错控制方面,针对四相全桥拓扑提出一种开关器件开路故障容错控制策略。首先从四相四桥臂... 详细信息

功率半导体开关器件的开路故障是主动磁悬浮轴承系统失效的一个主要原因。为了保障主动磁悬浮轴承在高速旋转场合安全可靠运行,该文在功率放大器容错控制方面,针对四相全桥拓扑提出一种开关器件开路故障容错控制策略。首先从四相四桥臂工作原理出发,分析了四相全桥拓扑的两种工作模式对磁轴承的作用力和控制效果相同,可利用该特性进行功放容错设计;然后基于电流差分控制的特点给出了判断开路故障的条件,并提出相应的容错控制策略,即一旦四相全桥拓扑正常模式下的开关器件发生开路故障,在几百微秒内将检测到故障的发生,并立即切换至冗余模式下工作,以达到故障不停机的目的;最后仿真与实验结果表明故障检测时间和位移波动范围均保证了切换过渡过程中磁轴承的悬浮,证明了该容错控制策略在四相全桥拓扑上的可行性。

关键词：主动磁悬浮轴承四相全桥开路故障容错控制

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海上双馈风电机组开路故障容错重构技术

电力系统自动化 2016年第16期40卷 83-89页

作者：魏书荣何之倬黄苏融符杨王健上海电力学院电气工程学院上海市200090 上海大学机电工程与自动化学院上海市200072

为了降低海上风电场的度电成本,避免可及性差导致的维护困难,提出一种海上双馈风电机组开路故障的容错方法。首先,根据开路故障的位置特点给出不同的硬件重构方案。然后,针对转子侧变流器单相开路故障,优化故障后的三相四开关变频器调... 详细信息

为了降低海上风电场的度电成本,避免可及性差导致的维护困难,提出一种海上双馈风电机组开路故障的容错方法。首先,根据开路故障的位置特点给出不同的硬件重构方案。然后,针对转子侧变流器单相开路故障,优化故障后的三相四开关变频器调制信号,同时加入直流电压偏差,补偿故障引起的直流电容电压波动。仿真与实验结果表明,发生单相开路故障后,通过软、硬件容错技术可实现无冗余配置下的非备份式容错运行,提高机组的可用率。

关键词：海上风电双馈感应发电机开路故障硬件容错软件容错

基于自适应滑模观测器的高铁牵引系统单相三电平整流器开路故障诊断

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控制理论与应用 2023年第11期40卷 1920-1930页

作者：许水清王健胡友强张可江萍柴毅合肥工业大学电气与自动化工程学院安徽合肥230009 重庆大学自动化学院重庆400044

为了提升高速列车牵引系统的稳定性和可靠性,本文针对其单相三电平整流器,提出了一种基于自适应滑模观测器的开关管开路故障诊断方法.本文首先建立了单相三电平整流器开路故障下的状态空间模型,然后设计了收敛速度快且显著抑制高频抖振... 详细信息

为了提升高速列车牵引系统的稳定性和可靠性,本文针对其单相三电平整流器,提出了一种基于自适应滑模观测器的开关管开路故障诊断方法.本文首先建立了单相三电平整流器开路故障下的状态空间模型,然后设计了收敛速度快且显著抑制高频抖振的自适应滑模观测器准确估计网侧电流,其次利用整流器网侧电流与观测器输出电流提出了基于电流绝对值均方根的开关管开路故障检测方法,在此基础上采用电流残差构造初次故障定位量进行开关管初步定位,最后利用开路故障开关函数建立故障状态下的自适应滑模观测器实现故障开关管精确定位.本文提出的方法能够实现单相三电平整流器所有开关管故障检测与定位,诊断速度快,鲁棒性强,且不需要额外注入脉冲控制信号.实验结果验证了本文所提诊断方法的准确性和鲁棒性.

关键词：单相三电平整流器高速列车牵引系统开路故障滑模观测器自适应阈值

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海底观测网光电复合缆开路故障识别及区间定位方法

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电力系统自动化 2015年第10期39卷 151-156页

作者：冯迎宾李智刚王晓辉何震潘立雪机器人学国家重点实验室中国科学院沈阳自动化研究所辽宁省沈阳市110016 中国科学院大学北京市100049

针对海底观测网络海底光电复合缆出现开路故障的问题,提出了采用平均测量残差值的方法识别开路故障。根据实时的网络拓扑结构与电流方向,建立有向图的邻接矩阵,将网络结构分成三种不同的区域。计算故障时刻前后的接驳盒电压变化差,利用... 详细信息

针对海底观测网络海底光电复合缆出现开路故障的问题,提出了采用平均测量残差值的方法识别开路故障。根据实时的网络拓扑结构与电流方向,建立有向图的邻接矩阵,将网络结构分成三种不同的区域。计算故障时刻前后的接驳盒电压变化差,利用差值进行开路故障的区域定位,针对耦合区域,提出了假设检验的方法进行开路故障海缆的区间定位。建立了海底观测网供电网络模型,进行了开路故障仿真分析,结果验证了该开路故障识别和定位方法的实用性和有效性。

关键词：海底观测网光电复合缆状态估计开路故障邻接矩阵