基于模型的電力電子電路智能故障預(yù)測技術(shù)研究.pdf

1、電力電子技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)高效的電能變換，其在航空航天、風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域都具有廣泛應(yīng)用，然而電力電子電路通常工作在高頻率的開關(guān)工作方式下，屬于強非線性系統(tǒng)范疇，這給電力電子電路的工作穩(wěn)定性和安全性帶來巨大挑戰(zhàn)。電力電子電路一旦發(fā)生故障，輕則造成電器產(chǎn)品損壞，重則造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損失，威脅社會和諧穩(wěn)定。對電力電子電路進(jìn)行故障預(yù)測，可以有效預(yù)警系統(tǒng)故障，實現(xiàn)事后、事中維修向事前維修轉(zhuǎn)變，防止各類事故發(fā)生。因此，研究電力電子電路故障預(yù)測技術(shù)在工

2、程實踐中具有重要理論研究意義和經(jīng)濟效益。
　　本文以實現(xiàn)電力電子電路故障預(yù)測為目標(biāo)，從電力電子電路等效模型的建立、故障仿真和故障預(yù)測等方面出發(fā)，主要研究了以下幾個方面內(nèi)容：
　?。?）電力電子電路主要器件等效電路模型及其失效機理分析。通過分析功率 MOSFET、電解電容器、二極管和電感的等效電路模型和失效機理來確定表征器件健康狀況的故障特征參數(shù)。
　?。?）建立典型電力電子電路的鍵合圖模型并實現(xiàn)其故障仿真。建立了非理想

3、Buck變換器和非理想Boost變換器的鍵合圖模型，對電路實行在線故障注入，觀察故障仿真波形，驗證了電解電容等效串聯(lián)電阻增大會導(dǎo)致輸出電壓紋波增大這一理論推導(dǎo)結(jié)果。根據(jù)非理想情況下Buck變換器和非理想情況下Boost變換器平均模型，建立了相應(yīng)的平均鍵合圖模型，平均鍵合圖模型能夠縮短計算機仿真時間，直觀地觀察系統(tǒng)輸出。
　?。?）研究了電力電子電路元件級和系統(tǒng)級故障預(yù)測方法。針對電力電子電路工作在高頻、非線性方式下的特點，以電解電