變頻器的集成故障診斷與容錯控制.pdf

1、變頻器是目前最為理想的交流傳動設(shè)備,已被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。然而,與其他機械或電子設(shè)備一樣,在元器件老化、操作不當(dāng)、環(huán)境干擾或人為破壞等情況下,變頻器也會出現(xiàn)各種故障,嚴重的情況下會造成重大事故,帶來無法彌補的經(jīng)濟或社會損失。針對這些問題,如果我們提前采用一些有效的故障診斷與容錯控制措施,就可以準確、快速地診斷出變頻器的故障,使設(shè)備不會突然停機,將損失降到最低。變頻器的故障有很多種,其中傳感器和直流母線鋁電解電容的故障最為常見。為此,本

2、文選取變頻調(diào)速系統(tǒng)中的電流傳感器、速度傳感器和直流母線鋁電解電容作為研究對象,提出了一些變頻器的集成故障診斷與容錯控制方案。
　　首先,針對變頻器中的傳感器故障,設(shè)計了一種基于李雅普諾夫穩(wěn)定性理論的自適應(yīng)觀測器。在此基礎(chǔ)上,提出了一種基于三個相互并聯(lián)的自適應(yīng)觀測器的電流傳感器與速度傳感器集成故障診斷方案。利用該方案可以在同一系統(tǒng)中同時診斷出兩種傳感器的故障,而且一種傳感器的故障不會影響另一種傳感器的故障診斷,系統(tǒng)具有很好的容錯控制

3、性能,不會出現(xiàn)誤診斷現(xiàn)象。最后,在Matlab/Simulink環(huán)境下對該方案進行了仿真驗證。
　　其次,針對直流母線鋁電解電容的故障,分析了其物理結(jié)構(gòu)、等效電路模型和失效機理,在此基礎(chǔ)上提出了一個電解電容失效判別標準。為了建立電容的剩余壽命模型,對變頻器的主電路結(jié)構(gòu)進行了簡化,提出了一套基于遞推最小二乘法的電解電容參數(shù)辨識方法,并進行了仿真驗證。對直流母線電容的剩余壽命預(yù)測方法進行了研究,提出了一種電容故障預(yù)診斷方案。