双级矩阵变换器功率开关故障诊断策略研究

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1、学校代码10530学号201230111699分类号TM46密级硕士学位论文双级矩阵变换器功率开关故障诊断策略研究学位申请人黄斯瑶指导教师邓文浪教授学院名称信息工程学院学科专业电气工程研究方向矩阵变换器的研究二○一五年五月二十六日湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。口作者签名：或多

2、４確日期一年乂月；日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名日期：如使年次月若〇日＇导师签名：曰斯年ＪＴ月曼０曰TheResearchOfPowerSwitchFaultDiagnosisStrategyinTwo-stageMatrixConverte

3、rCandidateHuangSiyaoSupervisorProf.DengWenlangCollegeCollegeofInformationEngineeringProgramElectricalEngineeringSpecializationResearchofMatrixConverterDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversitythDateMay,26,2015摘要双级矩阵变换器（TSMC）以其优良的电气特性、结构紧凑、集成度高等优点，在汽车、航空航天、军事工业领域有较大的应用价值，这些应用

4、场合需要功率变换器具有较高的可靠性。而对功率变换器进行故障诊断和容错控制是提高系统可靠性的有效措施。本文对TSMC功率开关故障诊断策略进行研究。本文研究工作如下：首先，本文介绍了矩阵变换器的功率开关故障诊断技术的研究意义和现状，分析了常规矩阵变换器（CMC）和TSMC的拓扑结构特点以及空间矢量调制策略下TSMC的工作原理。其次，分别在逆变级和整流级功率开关故障时，对TSMC的运行模式以及输出三相相电压进行了分析，得到相应的故障特征，通过故障特征的对比分析，对于在两种故障情况下的故障特征存在难以区分的部分，引入直流电压进行辅助判断。然后，根据CMC的开关误差电压故障诊断

5、策略，提出了TSMC的开关组误差电压的概念，同时根据检测到的输出相电压出现误差的个数，提出了针对TSMC中功率开关的开路故障诊断方法。与采用电流法的CMC功率开关故障诊断策略相比，此电压法独立于TSMC的调制策略，参数敏感性较低，且受负载情况以及外界噪声扰动等因素影响较小，诊断时间也相对较短，实现更为简单可行。最后，根据所提出的诊断方法流程，在matlab/simulink仿真环境搭建了TSMC的功率开关故障诊断系统仿真模型，对各种故障情况进行了仿真分析，仿真结果验证了故障诊断策略的正确性和有效性。关键词：TSMC，输出三相相电压，故障特征，开关组误差电压，直流电压，

6、故障诊断IAbstractTSMChastheadvantagesofexcellentelectricalcharacteristics,compact-sized,andhighintegration,ithasgreatvalueapplicationvalueinthefieldofautomotive,aerospaceandmilitaryindustries,theseapplicationsrequirethepowerconverterhavehighlyreliability.Faultdiagnosisandfaulttolerantcontro

7、lareeffectivemeasurestoimprovethereliabilityofpowerconvertersystem.ThefaultdiagnosisstrategyofTSMCpowerswitchisstudiedinthispaper.Theresearchisasfollows:Firstly,theresearchsignificanceanddevelopmentofmatrixconverterpowerswitchfaultdiagnosistechnologyisintroducedinthispaper,thet