亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)逆變器開路故障診斷

        2020-08-06 11:38:56
        有色設(shè)備 2020年3期
        關(guān)鍵詞:相位角開路相電流

        楊 梟

        (北京礦冶科技集團(tuán)有限公司,北京 100160)

        0 引言

        逆變器故障是交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)典型的故障,其發(fā)生概率高達(dá)38%[1],其主要分布于功率開關(guān)管的短路和開路。短路現(xiàn)在基本采用硬件電路保護(hù),將快速熔絲與開關(guān)管串聯(lián),將短路轉(zhuǎn)換為開路[2]。因此,必須有可靠的方法對(duì)逆變器開關(guān)管開路故障進(jìn)行檢測。

        交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)逆變器開關(guān)管開路故障檢測方法研究已經(jīng)取得了很多豐碩的成果[3-6]。文獻(xiàn)[3-4]通過對(duì)直流側(cè)電流進(jìn)行采樣,并濾除其高頻成分,再做快速傅里葉變換(FFT)分析,得到與故障相關(guān)的低頻部分的頻譜圖,簡化了診斷系統(tǒng)尺寸,但是載波比無窮大是理想條件,其故障特征的辨識(shí)度會(huì)隨著載波比的下降而降低,另外在非同步調(diào)制時(shí),由于載波比不斷變化,故障特征的判斷閾值也難以確定。文獻(xiàn)[5-6]中通過對(duì)功率管的開關(guān)信號(hào)進(jìn)行采樣,得到功率管的開關(guān)函數(shù),再通過檢測功率開關(guān)管的電壓,經(jīng)過一系列邏輯模擬電路運(yùn)算后,輸出故障指示信號(hào),對(duì)于一些特定的故障發(fā)生時(shí)刻,可以快速的檢測出故障及位置。同時(shí),采用閾值比較和脈寬限制的方法消除了開關(guān)延時(shí)和測量噪聲帶來的誤差電壓。但是這種診斷的快速性只適用于少數(shù)特定的情況,而且需要電流傳感器,還要在3相均附加邏輯電路,較為繁瑣。因此,進(jìn)一步研究逆變器開路故障具有必要性。

        本文研究交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)逆變器開路故障診斷問題,提出了一種基于平均電流Park矢量法的逆變器開關(guān)管開路故障診斷策略。

        1 逆變器輸出三相電流模型描述

        從圖1可以看出,在交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中逆變器輸出的三相電流就是交流電機(jī)定子三相電流,所以逆變器三相電流數(shù)學(xué)模型可以根據(jù)交流電機(jī)三相電流數(shù)學(xué)模型建立。

        圖1 交流拖動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

        逆變器輸出的三相電流的瞬時(shí)值可描述為:

        iUs=IMcos(ωst+Φ)

        (1)

        iVs=IMcos(ωst+Φ-2π/3)

        (2)

        iWs=IMcos(ωst+Φ+2π/3)

        (3)

        式(1)、(2)、(3)中,iUs、iVs、iWs分別為逆變器輸出的三相電流瞬時(shí)值,IM為輸出電流峰值,ωs為輸出電流頻率,t為時(shí)間,Φ為初始相位角。

        交流電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)速方式為變頻調(diào)速,設(shè)定的速度不同,逆變器輸出電壓的頻率不同,逆變器輸出電流的周期也不同,故設(shè)任意參數(shù)變量T為輸出電流的周期。

        通過積分取平均,即可得到逆變器輸出三相平均電流的數(shù)學(xué)模型。

        (4)

        (5)

        (6)

        2 逆變器開關(guān)管開路故障分析

        2.1 逆變器開關(guān)管開路故障分析

        交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中逆變器正常工作時(shí),逆變器輸出的三相電流為相位角誤差120度的正弦波,且直流分量為0,電流波形如圖2所示。

        圖2 正常情況逆變器輸出三相電流波形

        當(dāng)某一開關(guān)管開路后,調(diào)速系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)達(dá)到一個(gè)新的平衡狀態(tài)。由于逆變器控制方式在故障前后是相同的,假設(shè)磁場為線性并且轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量無限大,并且忽略交流電機(jī)定子電阻,那么施加在電機(jī)上的電壓將由漏電感和磁化電感提供。因此,在故障后的穩(wěn)定狀態(tài)下,電機(jī)不會(huì)承受任何的直流電壓分量。當(dāng)逆變器某一任意相開關(guān)管發(fā)生開路故障,其他正常的兩相開關(guān)管是不會(huì)向電機(jī)施加任何直流電壓分量的。對(duì)于開路故障相橋臂,如果相電流的極性是正的,相電壓將會(huì)被嵌位為負(fù)。如果相電流的極性是負(fù)的,當(dāng)該橋臂的下開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)相電壓將為負(fù),當(dāng)下開關(guān)管關(guān)斷并且上開關(guān)管導(dǎo)通時(shí),相電壓將為正。由于在故障前后正弦PWM調(diào)制的相電壓是正弦平衡的,所以在故障后相電流也正弦平衡,并且伴有直流偏移量[7],原理示意圖如圖3所示。

        圖3 單管開路時(shí)逆變器輸出三相電流波形

        從圖3中可以看出,逆變器某一相開關(guān)管發(fā)生開路故障后,逆變器輸出的三相電流存在不同的直流分量,這將導(dǎo)致交流電動(dòng)機(jī)的三相電流不平衡,除使電動(dòng)機(jī)額外發(fā)熱外,還會(huì)造成三相旋轉(zhuǎn)磁場不平衡,使電動(dòng)機(jī)發(fā)出特殊的低沉聲音,同時(shí)電動(dòng)機(jī)也會(huì)因此而振動(dòng),不利于電機(jī)的正常運(yùn)行。

        2.2 直流偏移量的計(jì)算

        交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)通常采用電壓型,當(dāng)逆變器正常工作時(shí),設(shè)直流母線電流為I,可計(jì)算出正常情況下6個(gè)工作區(qū)間逆變器輸出的三相電流值如表1所示。

        表1 逆變器正常工作時(shí)輸出的三相電流值

        通過表1可計(jì)算出逆變器輸出的三相電流的平均值。

        (7)

        (8)

        (9)

        當(dāng)其中某一只開關(guān)管發(fā)生開路故障時(shí),故障持續(xù)的電角度范圍可由0到π,故障對(duì)系統(tǒng)的影響也隨持續(xù)電角度范圍的不同而不同,對(duì)應(yīng)逆變器輸出電流的直流偏移量也不同。

        當(dāng)任意開關(guān)管n發(fā)生開路故障時(shí),并隨機(jī)任取開路故障持續(xù)的電角度為θ1到θ2,則可計(jì)算出開路開關(guān)管所在故障相輸出電流的直流偏移量If。

        If(n,θ1,θ2)=[(-1)nP+(-1)n+1Q(θ1,θ2)]/2π

        (10)

        其中:

        P=(π/3)(4/3)

        (11)

        Q(θ1,θ2)=

        (12)

        (13)

        (14)

        (15)

        同理可計(jì)算出其他非故障兩相輸出電流的直流偏移量In。

        In(n,θ1,θ2)={(-1)nG+(-1)n+1[H(θ1,θ2)+

        J(θ1,θ2)+K(θ1,θ2)+L(θ1,θ2)]}/2π

        (16)

        其中:

        G=(2/3)(π/3)

        (17)

        (18)

        (19)

        K(θ1,θ2)=

        (20)

        L(θ2)=

        (21)

        在逆變器某一開關(guān)管發(fā)生開路故障后,相電流也正弦平衡,只是伴有直流偏移量,即電流平均值發(fā)生變化,所以逆變器輸出三相電流的平均值可以作為逆變器開關(guān)管開路故障診斷的特征量。

        3 平均電流Park矢量故障診斷算法設(shè)計(jì)

        本故障診斷算法根據(jù)逆變器輸出的三相電流,計(jì)算各相電流在一個(gè)周期內(nèi)的平均值。然后,通過3相/2相坐標(biāo)變換,計(jì)算出平均電流Park矢量。最后,通過Park矢量的模和相位角,確定開路故障的嚴(yán)重程度,以及發(fā)生故障的開關(guān)管。

        3.1 平均電流Park矢量的故障診斷算法

        在求取平均電流Park矢量過程中,使用到了逆變器輸出的三相平均電流值IUav、IVav、IWav,以及3相/2相坐標(biāo)變換陣。在電機(jī)轉(zhuǎn)子上建立一個(gè)坐標(biāo)系,與轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)動(dòng),取轉(zhuǎn)子磁場方向?yàn)镈軸,垂直于轉(zhuǎn)子磁場方向?yàn)镼軸,將電機(jī)的數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換到此坐標(biāo)系下,可以得到與交流三相繞組等效的直流電機(jī)模型,從而得到良好控制特性。這里給出由3相U、V、W坐標(biāo)系的變量IUav、IVav、IWav與2相D、Q坐標(biāo)系變量xx、xy之間的Park變換矩陣。

        (22)

        取D軸為定子U軸,則θUD=0,即得到2相坐標(biāo)系下的平均電流。

        (23)

        (24)

        進(jìn)而可以合成平均電流Park矢量。

        (25)

        平均電流Park矢量的診斷算法,通過平均電流Park矢量的模,判斷開路故障的嚴(yán)重程度;通過Park矢量的相角,判斷具體發(fā)生開路故障的開關(guān)管。

        3.2 平均電流Park矢量診斷決策

        在逆變器輸出的三相電流平均值的基礎(chǔ)上,通過式(23)、(24)和(25),可求出任意開關(guān)管發(fā)生開路故障時(shí)對(duì)應(yīng)的平均電流Park矢量相角范圍。本文分別計(jì)算了6個(gè)開關(guān)管單獨(dú)發(fā)生開路故障時(shí)對(duì)應(yīng)的Park矢量相位角范圍,歸納出平均電流Park矢量相位角與開路故障開關(guān)管的對(duì)應(yīng)查詢表。

        表2 Park矢量相位角與開路故障開關(guān)管對(duì)應(yīng)查詢表

        為便于工廠操作人員使用,相位角與開路故障開關(guān)管的對(duì)應(yīng)關(guān)系也可用圖4表示。

        圖4 Park矢量相位角與開路故障開關(guān)管對(duì)應(yīng)查詢圖

        4 結(jié)論

        本文利用3相/2相坐標(biāo)變換和分量合成方法,求逆變器輸出三相平均電流Park矢量。之后,利用平均電流Park矢量的幅值判斷開路故障的嚴(yán)重程度,通過Park矢量的相角判斷具體發(fā)生開路故障的開關(guān)管。該方法對(duì)載波比不敏感,診斷周期穩(wěn)定,可以得到準(zhǔn)確的診斷結(jié)果,具有實(shí)際工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。

        猜你喜歡
        相位角開路相電流
        單相三軸法與單軸三相法的等價(jià)性
        地鐵牽引逆變器輸出電流傳感器測試策略優(yōu)化分析
        輪轂電機(jī)控制器相電流重構(gòu)方法
        電子與封裝(2021年7期)2021-07-29 10:58:48
        高效水泥磨開路系統(tǒng)的改造
        開封地區(qū)健康成人相位角及其影響因素
        王旭鵬傾情獻(xiàn)唱最新單曲《開路者》
        青年歌聲(2019年2期)2019-02-21 01:17:36
        相位角對(duì)容性耦合電非對(duì)稱放電特性的影響?
        自然生物挖角開路
        延續(xù)了兩百年的“開路日”
        中國公路(2017年16期)2017-10-14 01:04:46
        共軸剛性旋翼直升機(jī)旋翼控制相位角問題分析
        国产精品亚洲第一区二区三区| 亚洲自偷自拍另类第一页 | 无码人妻一区二区三区免费手机| 丝袜美腿一区二区在线观看| 国产剧情av麻豆香蕉精品| 国产免费a∨片在线软件| 区二区欧美性插b在线视频网站| 四虎无码精品a∨在线观看| 亚洲视频在线观看第一页| 日日摸天天摸97狠狠婷婷| 国产看黄网站又黄又爽又色| 亚洲精品综合色区二区| 久久精品国产亚洲av久五月天| 亚洲av成人无遮挡网站在线观看| 中文字幕无码家庭乱欲| 中文亚洲AV片在线观看无码| 中文字幕亚洲精品专区| 亚洲日韩国产一区二区三区| 亚洲人成网站免费播放| 女同成片av免费观看| 伊人久久大香线蕉av色婷婷色| 久久久无码人妻精品无码| 99热成人精品免费久久| 亚洲av毛片一区二区久久| 丰满人妻一区二区三区视频| 大肉大捧一进一出好爽视频mba| 亚洲中文字幕巨乳人妻| 日韩av一区二区不卡在线| 精品久久久bbbb人妻| 国产成人精品午夜福利| 黄色三级视频中文字幕| 白浆国产精品一区二区| 国产乱子伦农村叉叉叉| 2021国产精品久久| 午夜精品男人天堂av| 好男人社区影院www| 国产成年无码V片在线| 亚洲一区二区三区天堂av| 精品卡一卡二卡3卡高清乱码| 久久亚洲av成人无码国产| 人妻丰满熟妇av一区二区|