间接式矩阵变换器开路故障检测技术研究

《间接式矩阵变换器开路故障检测技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中图分类号：TM46论文编号：102870318-SX041学科分类号：080800硕士学位论文间接式矩阵变换器开路故障检测技术研究研究生姓名石宝平学科、专业电气工程研究方向电力电子与电力传动指导教师周波教授南京航空航天大学研究生院自动化学院二О一八年三月国家自然科学基金资助项目（51477075）NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationEngineeringResearchonOpen-CircuitFaultD

2、iagnosisforIndirectMatrixConverterAThesisinElectricalEngineeringbyShiBaopingAdvisedbyProf.ZhouBoSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018南京航空航天大学硕士学位论文摘要间接式矩阵变换器(IndirectMatrixConverter，IMC)由直接式矩阵变换器(DirectMatrixConverter，

3、DMC)衍生而来，IMC具有能量可双向流动、输入输出波形正弦、可四象限运行等特点。此外，相比传统的两级式变频器，IMC摒弃中间储能环节，体积小，系统可靠性高，在工业领域具有良好的应用前景。为了提高IMC在运行过程中的可靠性，研究其故障检测技术具有重要的意义。然而，学术界目前还少有IMC故障检测相关的文献，也尚未完成IMC故障检测实验验证。本文主要对IMC功率器件开路故障检测技术进行研究。本文首先介绍了IMC的基本拓扑结构及其数学模型，分析了广泛应用于IMC的空间矢量调制策略，并进一步总结了该调制算法的特点，为下文的电路分析奠定理论基础

4、。文中结合IMC实际电路结构，分析了功率器件开路故障的类型，并对故障状态下电流的续流回路展开了研究。然后，本文详细分析了整流级单个双向开关开路故障下的电路特点、逆变级单个单向开关开路故障下的电路特点、开路故障下直流母线电压的特点。在以上电路分析的基础上，针对发生在整流级上的开路故障和发生在逆变级上的开路故障，分别提出了整流级开路故障检测方法和逆变级开路故障检测方法。在Matlab/Simulink环境里搭建了一个IMC故障检测仿真模型，仿真结果和故障状态下的电路分析相符，验证了所提故障检测方法的正确性和合理性。最后，本文设计并搭建了一

5、套IMC实验样机，文中详细介绍了系统的硬件电路设计和控制软件设计。在此基础上，对所提IMC故障检测方法展开了实验研究与分析，实验结果验证了本文所提故障检测方法的可行性。关键词：间接式矩阵变换器，空间矢量调制，开路故障分析，开路故障检测I间接式矩阵变换器开路故障检测技术研究ABSTRACTTheindirectmatrixconverter(IMC)isderivedfromthedirectmatrixconverter(DMC),whichhasattractivemeritssuchasbidirectionalpowerflow

6、,sinusoidalinputandoutputwaveform,four-quadrantoperation.Moreover,theIMCeliminatesbulkydc-linkcapacitorsandhasasmallvolumewhencomparedtothetraditionaltwo-stageac/acconverter.Therefore,theIMCshowspromisingapplicationsprospectsintheindustrialfields.Inordertoenhancethereli

7、abilityduringsystemoperation,thestudyoffaultdetectionforIMCisofsignificantimportance.However,onlyafewstudieshaveaddressedtheproblemofopen-circuitfaultdetectionforIMCsofar,andthesestudiesincludeonlysimulatedresults.Basedontheearlierdiscussion,theopen-circuitfaultdiagnosi

8、sforIMCisthefocusofthispaper.First,thetopologyandbasicoperationprincpleofanIMCareintroduced.Followingthat,thes