基于混合邏輯動態(tài)模型的單相PWM整流器IGBT開路故障診斷.pdf

1、隨著我國高速動車組大規(guī)模服役，高速動車組運營的安全保障成為苛待完善的重要環(huán)節(jié)。電力牽引傳動系統(tǒng)是高速動車組的核心系統(tǒng)之一，其安全保障至關重要。在電力牽引傳動系統(tǒng)中，網(wǎng)側(cè)變流器—單相脈沖(Pulse Width Modulation，PWM)整流器的核心器件絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)故障率較高。因此，研究單相PWM整流器的IGBT故障診斷對于提升高速動車組安全保障技術

2、具有重要意義。
　　本文以廣泛應用于高速動車組的單相兩電平整流器和單相三電平二極管中點箝位型(Neutral Point Clamped，NPC)整流器為研究對象，研究IGBT開路故障診斷方法。首先，對單相PWM整流器在所有可能開關信號、不同網(wǎng)側(cè)電流條件、網(wǎng)側(cè)電壓與直流側(cè)電壓條件下的電路狀態(tài)進行分析。將控制變遷和條件變遷的離散事件運用邏輯函數(shù)表達，與系統(tǒng)連續(xù)狀態(tài)方程融合，建立單相PWM整流器的混合邏輯動態(tài)模型。
　　然后，利

3、用混合邏輯動態(tài)模型估計網(wǎng)側(cè)電流，實測值與估計值比較生成殘差，通過理論和仿真分析電壓、電流和殘差在每種IGBT開路故障運行下的特征。對單相兩電平整流器每個IGBT故障，以開關信號相互隔離下的殘差變化率為診斷變量，設定閾值，與閾值比較實現(xiàn)診斷。對單相三電平NPC整流器，以殘差變化率為診斷變量，采用特定開關信號注入的方法，提取出獨立有效的故障信息，制定相應的故障評價規(guī)則，實現(xiàn)故障IGBT的定位。
　　最后，通過仿真和基于現(xiàn)場可編程門陣列