检索结果-南通市图书馆

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

Z源逆变器功率开关管开路故障诊断方法研究

Z源逆变器功率开关管开路故障诊断方法研究

作者：曹磊山东科技大学

学位级别：硕士

当今社会,电力电子技术取得了蓬勃发展,Z源逆变器ZSI(Z-Source Inverter)在直流链电压大范围变化的领域中得到广泛应用,它在电气能量转换系统中具有较大的优势,在新能源变换中的地位日益重要,所以Z源逆变器的安全性与可靠性也逐渐被人... 详细信息

当今社会,电力电子技术取得了蓬勃发展,Z源逆变器ZSI(Z-Source Inverter)在直流链电压大范围变化的领域中得到广泛应用,它在电气能量转换系统中具有较大的优势,在新能源变换中的地位日益重要,所以Z源逆变器的安全性与可靠性也逐渐被人们所重视,对于研究ZSI的可靠工作与安全运行而言,逆变器开路故障诊断可以提高系统稳定性,使故障逆变器快速恢复正常工作,能够及时避免造成更大的损失。本文主要研究Z源逆变器开路诊断策略,基于Z源逆变器的直通特性,设计了新的Z源逆变器功率开关开路故障诊断策略,搭建了实验装置并进行了实验分析验证。主要研究如下所示:(1)为了研究有效的Z源逆变器故障诊断策略,首先对ZSI的运行模式与故障前后桥臂电压的特征变化进行分析,对下文所设计的诊断策略做好了基础。(2)基于电压特征分析的开路故障诊断方法具有快速性的特点,而且电路简单成本较低。因此本文对三相电压型Z源逆变器桥臂电压进行特征分析,直接对Z源逆变器桥臂电压下降沿进行采集,设计了基于直通矢量变化特征提取电路,得到桥臂电压下降沿时间及其变化数,再运用特定的运算进行定位故障相。(3)最后,搭建了四桥臂容错ZSI实验样机,构建了桥臂电压采样电路,实现了基于桥臂电压直通分析的开路故障诊断电路实验验证。实验结果表明:所构建的四桥臂容错Z源逆变器拓扑有效验证了所设计的Z源逆变器开路故障诊断策略。该方法由于不需要运用传统的电压传感器,所以故障诊断成本比较低。它只分析桥臂电压特征,可靠性进一步得到提高;其诊断速度较快,只需要几个驱动信号周期就可完成故障诊断。

关键词： Z源逆变器桥臂电压特征分析开路故障诊断

九相永磁同步电机系统开路与电流传感器故障诊断研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

九相永磁同步电机系统开路与电流传感器故障诊断研究

作者：张旭东青岛大学

学位级别：硕士

推进分系统作为舰船综合电力系统的动力保证,其可靠性直接影响舰船运行性能。当推进电机发生绕组开路、逆变器功率器件开路和电流传感器故障时,系统需具备在线辨识与定位功能,进而切换至对应的容错运行策略以保证舰船稳定运行。本文以... 详细信息

推进分系统作为舰船综合电力系统的动力保证,其可靠性直接影响舰船运行性能。当推进电机发生绕组开路、逆变器功率器件开路和电流传感器故障时,系统需具备在线辨识与定位功能,进而切换至对应的容错运行策略以保证舰船稳定运行。本文以九相永磁同步电机为研究对象,研究了电机在正常与开路故障运行时的磁动势、电磁转矩特征,并建立了不同坐标系下的电机数学模型。针对电机绕组开路、功率器件开路与多种电流传感器故障,提出一种基于电流信号处理的多故障综合诊断方法,并通过自适应算法实现对故障程度的定量表述。基于此,研究了电机开路故障以及电流传感器故障的容错控制策略,实现了电机系统不同故障工况的稳定容错运行。首先,针对九相永磁同步电机正常与绕组开路故障时的定子磁动势进行推导,并基于此分析了电机的电磁转矩解析式。依据九相矢量空间解耦等坐标变换策略,建立了三种不同坐标系下九相永磁同步电机系统的数学模型,以便于后文对电机多类故障诊断与容错系统的提出。其次,分析了电机绕组开路与桥臂开路故障的电流和电磁转矩特征。提出一种基于改进型相电流均值的开路故障诊断方法,淘汰掉传统相电流均值诊断方法中的阈值选取,降低误诊断概率,通过对比实验验证所提诊断算法的准确性。再次,结合电流传感器输出信号的增益、零漂、卡滞、断线故障,对改进型相电流均值方法进一步优化,提出了一种综合考虑电流传感器故障与桥臂开路、绕组开路的故障诊断方法。并引入自适应阈值定量表述电流传感器故障程度。通过不同故障诊断实验与多种鲁棒性实验,验证了所提综合诊断方法的有效性。最后,对九相永磁同步电机开路与电流传感器故障开展容错控制策略研究。针对开路故障,以基波圆形旋转磁场和容错相电流有效值为约束条件、容错运行输出转矩最大为目标函数,进行开路容错电流的计算并设计容错控制系统;针对电流传感器故障,结合诊断变量与坐标基轴旋转策略,重构自然坐标系或同步旋转坐标系容错电流,保证了多相永磁同步电机容错稳定运行。

关键词：九相永磁同步电机开路故障诊断电流传感器故障诊断故障综合诊断容错运行控制

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

电力电子变换器故障诊断半实物仿真系统设计

实验室研究与探索 2022年第10期41卷 121-127页

作者：蔡逢煌詹铭松柴琴琴福州大学电气工程与自动化学院福州350108 新能源装备检测福建省高等学校重点实验室(莆田学院) 福建莆田351100

对人工智能算法在电力电子技术领域的应用进行了研究。以双有源全桥变换器作为控制对象,采用半实物平台搭建主电路,利用TMS320F28069 MCU搭建控制板,针对双有源全桥变换器的功率管开路故障,设计了一种基于人工智能算法的开路故障诊断方... 详细信息

对人工智能算法在电力电子技术领域的应用进行了研究。以双有源全桥变换器作为控制对象,采用半实物平台搭建主电路,利用TMS320F28069 MCU搭建控制板,针对双有源全桥变换器的功率管开路故障,设计了一种基于人工智能算法的开路故障诊断方法,能够自动对故障信号进行特征提取,可达到自适应阈值去噪的效果,并对收集的实际信号进行故障诊断。验证了所提出方法的可用性。搭建的平台提高了实验教学的效率,拓展了学生对电力电子技术的领悟和人工智能算法的认同感。

关键词：电力电子技术人工智能开路故障诊断自适应阈值去噪

基于SMA-VMD和优化神经网络的逆变器开关故障诊断

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

电子测量技术 2024年第10期47卷 1-9页

作者：李冉邢砾云庞娜沈建强王策北华大学电气与信息工程学院吉林132021 国网辽源供电公司辽源136200

为解决基于电流的中点箝位式三电平逆变器开路故障诊断易受负载变化影响的问题,本文从提升故障特征区分度入手,首先,基于SMA优化VMD的最佳模态数K及惩罚系数α,改善模态混叠现象,提高了故障特征的独立性。其次,基于小波包能量分布相对平... 详细信息

为解决基于电流的中点箝位式三电平逆变器开路故障诊断易受负载变化影响的问题,本文从提升故障特征区分度入手,首先,基于SMA优化VMD的最佳模态数K及惩罚系数α,改善模态混叠现象,提高了故障特征的独立性。其次,基于小波包能量分布相对平稳,能有效克服负载影响的特点,将各IMF的两层小波包能量最大值作为故障特征量,在克服负载影响的同时,使时频特征信息更集中,进一步提高了故障特征区分度。最后,将上述故障特征应用于神经网络进行训练,并引入SSA对模型的权值和阈值进行优化,解决了模型局部最优问题,提升了故障辨识的准确性。通过NPC三电平逆变电路模拟17种开路故障的仿真实验,结果表明,该方法的诊断准确率达到98.99%,适用于变负载工况下NPC三电平逆变器在线故障诊断。

关键词： NPC三电平逆变器开路故障诊断 VMD 小波包能量神经网络

矿用逆变器功率器件故障预测与健康管理技术现状及展望

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

工矿自动化 2022年第5期48卷 15-20页

作者：李红岩杨朝旭荣相史晗王越刘宝王磊西安科技大学电气与控制工程学院陕西西安710054 中煤科工集团常州研究院有限公司江苏常州213015 天地(常州)自动化股份有限公司江苏常州213015

矿用逆变器功率器件故障预测与健康管理(PHM)技术通过对监测数据分析处理,能够提取信号特征、定位功率器件开路故障位置、预测功率器件寿命,提高矿用逆变器安全性和可靠性。详细介绍了PHM技术中信号特征提取方法(主要包括坐标变换法、... 详细信息

矿用逆变器功率器件故障预测与健康管理(PHM)技术通过对监测数据分析处理,能够提取信号特征、定位功率器件开路故障位置、预测功率器件寿命,提高矿用逆变器安全性和可靠性。详细介绍了PHM技术中信号特征提取方法(主要包括坐标变换法、频谱分析法、小波分析法、经验模态分解法)、功率器件开路故障诊断方法(主要包括状态估计法、神经网络法、支持向量机法)、功率器件寿命预测方法(主要包括解析模型法、物理模型法、数据驱动法)的原理及研究现状。分别从实现难度、时效、抗扰性、准确度和数据需求量5个方面对上述各方法进行了比较。针对目前信号特征提取方法单一、矿用逆变器多功率器件开路故障、基于数据驱动法的功率器件寿命预测未能考虑逆变器变工况条件等问题,提出了矿用逆变器功率器件PHM技术的研究方向,包括多方法融合的信号特征提取、基于智能算法的多功率器件开路故障诊断、容错控制和健康管理、变工况下功率器件寿命预测。

关键词：矿用逆变器功率器件故障预测与健康管理信号特征提取开路故障诊断寿命预测

同方期刊数据库博看期刊

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于极值比值法和神经网络的逆变器故障诊断

电测与仪表 2016年第14期53卷 34-38,45页

作者：袁国森张彼德李明昆姚伟西华大学电气信息学院成都610039

针对PWM三相逆变器,根据开路故障下的各相输出电流的特性,以故障电流作为故障信息,提出了一种基于三相电流极值比值和概率神经网络的开路故障诊断方法。该方法以各相输出电流极值比值作为故障特征量,利用概率神经网络的非线性映射分类... 详细信息

针对PWM三相逆变器,根据开路故障下的各相输出电流的特性,以故障电流作为故障信息,提出了一种基于三相电流极值比值和概率神经网络的开路故障诊断方法。该方法以各相输出电流极值比值作为故障特征量,利用概率神经网络的非线性映射分类能力实现逆变器的故障诊断。仿真实验结果表明该方法不但能准确检测、定位故障功率管,而且对噪声具有很好的鲁棒性。

关键词：逆变器开路故障诊断极值比值神经网络

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

双绕组永磁容错电机驱动的垂直提升系统研究

中国电机工程学报 2016年第11期36卷 3054-3061页

作者：蒋雪峰黄文新郝振洋曹瑞武李伟盛燕江苏省新能源发电与电能变换重点实验室(南京航空航天大学) 江苏省南京市210016 航空机电系统综合航空科技重点实验室(南京机电液压工程研究中心) 江苏省南京市211100

针对现有容错电机驱动系统的不足,提出一种针对直升机绞车用双绕组永磁容错电机驱动的垂直提升系统,具有可靠性高、功率密度高、提升索降工况双向控制等优点。设计了容错提升系统的系统拓扑结构和双绕组永磁容错电机结构。分析了系统的... 详细信息

针对现有容错电机驱动系统的不足,提出一种针对直升机绞车用双绕组永磁容错电机驱动的垂直提升系统,具有可靠性高、功率密度高、提升索降工况双向控制等优点。设计了容错提升系统的系统拓扑结构和双绕组永磁容错电机结构。分析了系统的工作原理,并分别对系统的提升工况和索降工况进行了数学模型的建立。为提高系统的缺相运行特性,提出了基于转速、电流、电压双向控制(电动制动)的热备份余度容错控制策略,以及开路故障诊断与余度通信策略。通过系统试验平台的搭建,对双绕组永磁容错电机驱动的垂直提升系统分别进行了提升工况正常态、绕组开路故障态和索降工况正常态、绕组开路故障态的试验验证。试验结果表明,当系统无论是工作在提升工况,还是索降工况,其发生绕组开路故障时,系统的输出性能仍可保持不变,实现了系统开路故障容错,证明了容错提升系统结构设计的合理性及容错控制策略的正确性。

关键词：双绕组永磁容错电机垂直提升系统开路故障诊断容错控制

ANPC三电平逆变器控制策略与故障诊断研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

ANPC三电平逆变器控制策略与故障诊断研究

作者：朱晓莹中国矿业大学

学位级别：硕士

在中高压大功率领域,多电平以其输出性能好、谐波含量小、效率高等优点被广泛应用。本文以有源中点箝位型(Active neutral point clamped,ANPC)三电平逆变器为研究对象,主要对其基本工作原理、调制算法、开关器件损耗以及开路故障诊断... 详细信息

在中高压大功率领域,多电平以其输出性能好、谐波含量小、效率高等优点被广泛应用。本文以有源中点箝位型(Active neutral point clamped,ANPC)三电平逆变器为研究对象,主要对其基本工作原理、调制算法、开关器件损耗以及开路故障诊断方法和容错控制等方面展开研究。基于ANPC三电平逆变器拓扑结构,从开关状态和换流分析、调制策略与损耗分析三个方面进行研究。对二极管中点箝位型(Neutral point clamped,NPC)和ANPC三电平逆变器的开关状态及不同换流路径进行分析。介绍了ANPC三电平逆变器SPWM、SVPWM两种传统调制算法,并进行了频谱特性分析。研究了一种基于线电压ab-bc-ca坐标系调制算法,通过坐标变换简化了传统SVPWM区域判断和矢量作用时间,计算量大大减小。研究了ANPC在三种基本脉冲宽度调制算法下的损耗情况,并通过在同样参数条件下与NPC对比,可知ANPC三电平逆变器通能极大改善NPC开关器件在损耗不均衡上的缺陷。本文重点研究了ANPC三电平逆变器中单个开关器件发生开路故障的诊断方法及其容错控制策略。通过对开路故障电流的换流路径进行分析,得出了开路故障电流特征。针对单个开关器件发生开路故障的情况,依据开路故障电流特征采用平均电流Park矢量法、三相平均电流法两种方法进行仿真研究,结果表明两种开路故障诊断方法均能准确地进行开路故障诊断,定位故障管所在位置。但两种方法均需增加额外传感器进行检测且故障特征不易提取,针对这一问题,本文提出了一种基于瞬时功率检测的开路故障诊断方法。通过对故障电流推导分析,提取并对比两种调制算法下单个开关器件的瞬时功率特征,依次对开路故障、故障相和器件位置进行判别,得出了故障诊断逻辑及判定规则,仿真验证了所提方法的正确性。针对单个开关器件发生开路故障的情况研究了相应的容错控制方法,通过改变换流方式使得系统故障后依旧能够处于正常运行状态。最后,基于ANPC三电平逆变器实验平台对本文研究内容进行验证,完成了三电平调制算法对比、三种PWM调制算法、基于电流Park矢量故障诊断、基于三相电流平均值故障诊断、基于瞬时功率故障诊断以及开路故障后的容错控制等实验,实验结果验证了本文所研究开路故障诊断方法与容错控制的可行性。

关键词：有源中点箝位三电平逆变器调制策略开路故障诊断容错控制

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

矢量控制系统功率开关器件故障诊断方法研究

矢量控制系统功率开关器件故障诊断方法研究

作者：杨焕文华中科技大学

学位级别：硕士

电机作为新能源动力设备,具有绿色环保、体积小、能源利用率高、控制精确方便等诸多优点,特别是在当今能源与环境问题日益严重的背景下,在工业、农业、交通、航空航天和国防等领域得到广泛应用。据研究统计,功率开关器件是电机控制系统... 详细信息

电机作为新能源动力设备,具有绿色环保、体积小、能源利用率高、控制精确方便等诸多优点,特别是在当今能源与环境问题日益严重的背景下,在工业、农业、交通、航空航天和国防等领域得到广泛应用。据研究统计,功率开关器件是电机控制系统中发生故障频率最高的器件之一,其故障可以分为开路故障与短路故障,短路故障已经有成熟的硬件保护措施,而开路故障下控制系统仍然可持续运行,若不进行处理,会引发系统的二次故障,直至系统崩溃,故障检测与定位挑战性高,成为学者研究的热点。本文对异步电机矢量控制系统中的两电平电压源功率变换器实时开路故障诊断方法展开研究,以提高其可靠性。本文介绍了电机矢量控制系统工作原理,并分析了功率变换器故障机理。深入讨论闭环控制系统在不同故障情况下的电流畸变,结合协方差,分析不同故障情况下的电流相关性,建立协方差比例系数数学模型,提出一种基于协方差分析的功率变换器桥臂故障诊断方法,可以检测3种桥臂开路故障。利用小波变换对d-q轴电流进行预处理,提取小波分解后的近似分量与细节分量进行故障特征分析,提出一种基于小波变换与协方差分析相结合的功率开关器件复合开路故障诊断方法。该方法基于小波变换进行故障特征提取,实现故障检测并完成单桥臂与双桥臂开路故障区分,同时,基于协方差分析对功率开关器件故障进行定位,能够检测21种功率开关器件开路故障。本文通过搭建异步电机矢量控制系统MATLAB仿真实验平台对所设计的桥臂故障诊断方法与功率开关器件复合故障诊断方法进行仿真验证,并基于物理实验平台开展了系统深入的试验验证工作。仿真与试验结果表明,本文所设计的桥臂故障诊断方法与功率开关器件复合故障诊断方法,具有故障检测速度快、对系统参数依赖程度小、对系统变速变载等瞬态响应抗干扰能力强等优点。该方法针对于不同的工作环境,阈值整定简单,占用CPU资源少,工程实践性强。

关键词：矢量控制系统功率变换器开路故障诊断协方差小波变换