三相逆变电源故障诊断与短路故障限流控制研究

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随着电力电子技术的发展,大功率逆变电源的应用越来越广泛。由于逆变电源通常都负责重要的供电任务,它们的正常运行对保证系统的安全稳定意义重大。通过在线实时地对逆变电源进行故障诊断,记录下的故障信息能缩短维修时间,基于故障诊断信息,还能采取合适的故障容错控制策略,提高逆变电源供电可靠性与连续性。本文研究对象为三相三线制逆变电源,其故障主要包括传感器故障、内部开路故障以及短路故障,本文将对这些故障的故障诊断方法进行研究。首先是逆变电源内的传感器故障,为保证逆变电源的正常运行,逆变电源的保护与控制系统采用了众多的传感器对系统内的变量进行测量。为了对控制与保护系统的所有传感器都进行故障诊断,本文提出了一种基于因果网络模型的半基波周期特征提取传感器故障诊断方法。逆变电源内最为脆弱、易故障的器件是功率半导体器件,但除此之外,其他无源器件开路和短路故障以及电路连接点的开路故障在恶劣的环境下同样也会发生。本文对于逆变电源内的各种开路与短路故障,从电压电流信号故障特征与数学模型偏差特征两方面进行了详细的分析,提出一种多开路与短路故障类型的特征全独立故障诊断方法。为进一步提高故障诊断方法的适用性,本文综合了传感器故障、开路故障与短路故障的故障特征,提出了一种多诊断模组解耦的综合故障诊断方法,该方法能覆盖大多数器件故障类型。为保证逆变电源供电可靠性,并使故障诊断算法顺利完成,逆变电源发生短路故障后应及时地执行短路故障电流的限流控制。本文提出了一种限流控制参考值自适应的新型限流控制策略,能在短路故障发生后迅速投入,响应快、故障后波形状态好。
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