电机调速系统中的逆变器建模及故障仿真.pdf

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1、项目与i髓Sc科ience＆技Tech视nology界Vision科技·探索·争鸣电机调速系统中的逆变器建模及故障仿真张雄希钱来(武汉科技大学信息科学与工程学院，湖北武汉430081)【摘要】利用MATLAB仿真软件建立三相SPWM逆变器电路的仿真模型，通过对逆变器正常或故障时输出的电压等要素进行频谱或谐波分析，重点对线电压各次谐波进行了分析。依据各类故障时谐波次数总结出故障特征，以此作为故障检测与诊断的依据，具有较好的实用价值。【关键词】逆变器：故障：仿真InverterModelingandFaultSimulationinSpeedCon

2、trolSystemofMotorZHANGXiong—xiQIANLai(DepartmentofInformationScienceandTechnology，WuhanUniversityofScienceandTechnology，WuhanHubei430081，China)【Abstract]Withmatlabsimulationsoftware，three-phaseSPWMinvertersystemsimulationmodelisestablished，throughthenormalorfaultinverteroutp

3、utvoltagefactorsuchasspectrumorharmonicanalysis，alltheharmonicsanalysisofthelinevoltagearefocusedon．Basedonthenumberofharmonics，summingupallkindsoffaultcharacteristics，theprinciplebasedonthefaultdetectionanddiagnosishavegoodpracticalvalue．【Keywords]Inverter；Fault；Simulation0

4、前言行建模、仿真和分析．Simulink为用户提供了用方框图进行建模的图形用户接1：3，用户只需用鼠标选中各模块，并放进新建的模块图．最后近年来．随着电力电子技术和微电子技术的迅猛发展．变频调速用连线将各模块连接起来．即完成对特定系统模型的创建异步电机技术取得了日新月异的进步但是变频器和异步电动机会由于频繁起0■笮●￡曩i；琶■调速系统模型的构建主要使用Simulink中的电力系统工具箱f简称停、过载、电源冲击、环境影响等原因而造成异常和故障。电动机处于PSB)@的元件模块。SPWM逆变器电路仿真模型如图l所示。调速状态时供电电源不是以理想正弦

5、波分布．高速开关器件使电源波该仿真模型由信号模块、三相SPWM逆变器接简单的负载组成．形畸变．产生大量的谐波．附加损耗和冲击型电源会损坏关键部件。三对线电压uab观测采样，并进行FFr及谐波分析处理。逆变系统常见相SPWM逆变电源广泛应用在变频调速系统．其中的功率变换器及故障一般有IGBT开路和短路故障。其中短路故障存在过流保护，因其控制电路是最易发生故障的薄弱环节．需要对其进行可靠、有效的此论文主要对IGBT的开路故障进行分析状态监测与故障分析当六个IGBT管都正常工作时．对线电压Uab进行谐波分析如图1三相逆变电路2所示FlJfI断nefI

6、aI错埘=1163．T}ID=9．轴％逆变就是将直流电变成交流电。可将逆变电路分为两种：直流侧f_是电压源的称为电压型逆变电路：直流侧是电流源的称为电流型逆变电路目前应用最为广泛的是三相电压型逆变电路l】三相逆变电路可以采用不同的控制策略目前大多采用脉宽调制_PWM技术．比较典型的控制方式有：正弦波脉宽调制(SPWM)、电流滞环跟踪PWM(CHBPWM)和电压空间矢量PWM(SVPWM)等它能使逆●变器输出一系列幅值相等而宽度不同的脉冲其中正弦脉宽调制-(SPWM)幅值相等、脉冲宽度按正弦规律变化、波形的谐波分量较少，-目前应用非常广泛[21_

7、2系统模型构建及故障仿真●一_ll：Harmer0f嘶图2正常工作时Uab谐波分析FlId矾枷f5c№}=9酷．5．THO=弧6性图1SPWM逆变器电路仿真模型HammolIer利用运行在Marlab平台上的仿真软件Simulink可对实际系统进图3IGBT1开路时Uab谐波分析(下转第86页)※基金项目：湖北省教育厅科学技术研究计划指导性项目(07O128)。作者简介：张雄希(1975一)，男，主要从事电气设备仿真建模及故障研究。science&chn。l。gyVisi。n科技视界l33