觀(guān)測器方法在三相逆變器故障診斷中的應用介紹

32三相逆變器的故障模型

對于上述逆變器，根據前面的討論可知，它可能發(fā)生的故障主要是F5或F6。其中當出現F6時(shí)，由于會(huì )立即出現電源間短路，保護電路會(huì )迅速起動(dòng)，關(guān)閉系統的運行，因此對其進(jìn)行故障檢測和分離的意義不大。下面我們針對F5進(jìn)行分析。

當逆變器某一個(gè)晶體管出現基極開(kāi)路故障時(shí)（以Q3為例），負載電流將不再為正弦波形。如果此時(shí)相電流iL2>0，則iL2無(wú)法連接到電源的正端，而只能夠通過(guò)Q6的旁路二極管連接到電源的負端，從而iL2迅速衰減到0。在這個(gè)過(guò)程中，電流控制器的輸出要增大以補償iL2的衰減。當電流回到負半周時(shí)，Q3不再起作用，系統正常工作。這樣，從整個(gè)運行周期來(lái)看，故障相電流將在負載上產(chǎn)生直流分量，對系統運行是有害的，應該排除故障。設逆變器各相產(chǎn)生的PWM控制電壓為ui=Vi(i=1,2,3)，則當某相上臂GTR出現基極開(kāi)路故障時(shí)，該相控制電壓變?yōu)椋?img onload="if(this.width>620)this.width=620;" onclick="window.open(this.src)" style="cursor:pointer" height="29" alt="" src="http://editerupload.eepw.com.cn/fetch/20130823/160067_2_0.jpg" width="103" style="zoom: 1" />而當其中一相下臂GTR出現基極開(kāi)路故障時(shí)，該相控制電壓為：因此，系統在故障情形下，狀態(tài)方程為：其中fi(t)(i=1,2,…,k,k=6)表示Qi基極開(kāi)路時(shí)的故障向量見(jiàn)式（6）：

對于由式（4）（5）組成的系統Σ，我們有如下定義和定理。

定義1對于系統Σ，當它只發(fā)生單故障時(shí)，如果對于ik，jk，i≠j，fi(t)引起的系統響應Yi(t)與fj(t)引起的系統響應Yj(t)不相同，即Yi(t)≠Yj(t)，則稱(chēng)故障向量fi(t)和故障向量fj(t)是可區分的。如果任意兩個(gè)向量是可區分的，則稱(chēng)系統為單故障源可隔離的。

圖3系統運行時(shí)正常與故障相電流觀(guān)測誤差