基于电压矩形的单相PWM逆变器开关管短路故障诊断技术研究
2020-06-03 09:25:59
来源：电子变压器与电感网
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在调速系统，新能源电力接口，飞轮能量存储系统，离（并）网PWM逆变器，电动及混合电动汽车能量变换系统等高性能，安全级别高的工业应用场合，电力电子装置扮演着一个重要的角色。电力电子装置的任何故障将导致系统严重的后果。因此，提高电力电子装置的可靠性，成为当前研究的热点之一[1]。
由于开关器件老化，过载，误操作等原因，电力开关故障率占电力电子装置故障的70%。其中，短路故障是一种最常见的故障[2]。目前，报道开关管故障检测方法的文献有很多，也取得了可喜的成果。故障检测方法需要监控相电流[3-7]，相电压[3][5]，开关管门控信号[4]，电机转矩[5]，电机速度[8]以及这些信号的组合等。虽然方法简单，但实际应用中，存在成本高，体积大等不足。更为担心的是，过多监控器和传感器的使用，会明显增加系统的故障率。
文献[7][9]的故障检测时间需要若干个正弦周期（>20ms），而目前制造生产的开关管（IGBT，MOSFETs）仅能短时间内忍耐2-10倍的工作电流。大工作电流在短时间内会使器件本体温度快速升高，可能损坏开关器件。因此，提高检测时间是避免电力器件故障的有效方法。
基于以上分析，本文提出了一种基于电压矩形的快速故障检测方法。因为仅仅分析开关信号，所以所提出的故障检测方法明显快于传统的方法，故障检测时间小于一个载波周期。
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