城市軌道列車輔助逆變電源的開路故障診斷研究.pdf

1、隨著城市化進(jìn)程的加快，我國城市人口急劇增加，城市交通問題突顯。作為具有運(yùn)量大、速度高、低污染、乘坐舒適等特點(diǎn)的現(xiàn)代化公共交通工具，城市軌道交通近年來在我國迅速發(fā)展。輔助供電系統(tǒng)作為城市軌道列車運(yùn)行不可缺少的部分，維持著列車許多重要功能的實(shí)現(xiàn)，也關(guān)系到旅客的乘坐舒適性。輔助逆變電源的故障診斷是整個(gè)輔助逆變供電系統(tǒng)故障診斷的基礎(chǔ)。目前對于輔助逆變電源的故障診斷和保護(hù)措施還不完善，只能夠診斷出一些常規(guī)的過流、過欠壓和溫升等方面的故障，對于主電

2、路中關(guān)鍵功率轉(zhuǎn)換器件IGBT的開路故障還沒有比較好的診斷手段和方法。本文針對城軌列車上兩種常用輔助逆變電源的功率管開路故障進(jìn)行了研究，分別提出了相應(yīng)的故障診斷方法，通過各種故障情況下的仿真測試，驗(yàn)證了所提理論和方法的正確性和有效性。主要完成以下幾項(xiàng)工作:
　　首先學(xué)習(xí)研究了輔助供電系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、輔助逆變電源的具體工作原理，并詳細(xì)分析了逆變電源的功率管故障成因及其對系統(tǒng)輸出的影響，提出了逆變器開路故障診斷的基本研究思想。在此基礎(chǔ)上

3、，詳細(xì)計(jì)算得到了輔助逆變電源的濾波電路參數(shù)及控制系統(tǒng)參數(shù)后，在Simulink里面搭建了它們的仿真模型，并對各種IGBT開路故障進(jìn)行了模擬和分析。
　　在上面工作的基礎(chǔ)上，針對SPWM調(diào)制的兩電平輔助逆變電源，通過對其工作過程進(jìn)行詳細(xì)分析，對比了IGBT正常和開路情況下各相電流正負(fù)極性部分的流向和做功情況，得出各相電流正、負(fù)極性部分對應(yīng)的輸出功率與通過橋臂上、下側(cè)IGBT輸出功率的關(guān)系。據(jù)此提出了通過檢測各相電流正負(fù)極性部分對應(yīng)的

4、功率，進(jìn)而反映出各IGBT的工作狀況的故障診斷方法。該方法提取的故障特征概念明確、故障區(qū)分明確，能夠較好地反映功率管工作狀態(tài)。仿真測試驗(yàn)證了該方法的準(zhǔn)確性和可靠性。
　　針對城市軌道列車上廣泛使用的另外一種輔助逆變電源——十二脈沖輔助逆變器的開路故障診斷問題，文中通過分析各個(gè)子逆變器故障后，故障分量的傳播方式及其對輸出電壓的影響，提出通過對每相輸出電壓后移1/3個(gè)基波周期后作為其滯后相電壓的參考電壓，對它們進(jìn)行相減得到誤差電壓值，