牽引逆變器系統(tǒng)中IGBT與傳感器的故障診斷.pdf

1、隨著我國(guó)鐵路的迅速發(fā)展，電力牽引交流傳動(dòng)系統(tǒng)作為鐵路上列車(chē)的動(dòng)力源泉，其是否可靠對(duì)于列車(chē)的安全運(yùn)行有著至關(guān)重要的作用。但是目前牽引傳動(dòng)系統(tǒng)主電路中IGBT模塊和傳感器經(jīng)常發(fā)生故障，導(dǎo)致列車(chē)異常運(yùn)行，甚至發(fā)生停車(chē)等突發(fā)事故。為了能夠快速定位故障，便于后期的維修更換以及降低運(yùn)行成本，研究牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的在線(xiàn)故障診斷技術(shù)就顯得十分重要。
　　首先，本文以牽引逆變器系統(tǒng)中IGBT、速度傳感器和電流傳感器作為研究對(duì)象，簡(jiǎn)要介紹了主電路中IGB

2、T和傳感器的故障原因。接著詳細(xì)分析了IGBT單管故障和雙管故障，以及速度傳感器故障和電流傳感器故障，并探究了這些故障對(duì)系統(tǒng)所造成的影響，為在線(xiàn)實(shí)時(shí)故障診斷提供了一定基礎(chǔ)。
　　其次，通過(guò)分析牽引逆變器系統(tǒng)在正常狀態(tài)和IGBT故障狀態(tài)下三相電壓和電流的變化，推導(dǎo)出了不同IGBT故障類(lèi)型所對(duì)應(yīng)的故障特征，據(jù)此本文分別給出了兩種可在線(xiàn)的IGBT故障診斷方法:基于電壓殘差的故障診斷和基于電流殘差的故障診斷。并且為了便于診斷定位，分別設(shè)計(jì)了

3、兩種方法的診斷規(guī)則表。在仿真環(huán)境下驗(yàn)證了兩種診斷算法的正確性，且診斷時(shí)間均不超過(guò)一個(gè)基波周期，并依據(jù)診斷結(jié)果對(duì)比分析了它們的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　再次，針對(duì)速度傳感器故障和電流傳感器故障，本文應(yīng)用了一種基于全階觀測(cè)器的故障診斷方法，設(shè)計(jì)了觀測(cè)器模型，利用其對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速和三相電流在線(xiàn)估計(jì)，并與傳感器的反饋測(cè)量值進(jìn)行對(duì)比，產(chǎn)生相應(yīng)的殘差向量，再結(jié)合所設(shè)計(jì)的診斷規(guī)則表，進(jìn)行故障定位。同時(shí)為了避免受IGBT故障影響而引起誤診斷，診斷算法還利用了三相