異步電機驅動系統(tǒng)逆變器故障診斷與容錯控制.pdf

1、異步電機驅動系統(tǒng)在工業(yè)生產和社會生活中應用廣泛，有效提高了生產設備的自動化水平和生產效率。電壓型逆變器是異步電機變頻驅動系統(tǒng)的核心部件，其運行的可靠性和安全性對系統(tǒng)至關重要。逆變器中IGBT等電力電子器件由于自身的脆弱性，在高壓大電流的工作狀態(tài)下易發(fā)生開路和短路故障，對其故障診斷與容錯控制問題的研究應該得到足夠的重視。對于三相交流異步電機驅動系統(tǒng)，本文首先設計了異步電機的雙閉環(huán)矢量控制方案，在此基礎上，針對逆變器的開關器件故障診斷與容錯

2、控制展開研究工作，旨在提高系統(tǒng)的調速性能和運行可靠性。
　　建立了異步電機在三相靜止坐標系和兩相旋轉坐標系下的數(shù)學模型，分析了三相電壓型逆變器空間電壓矢量的特點。通過轉子磁場定向，給出了轉子磁鏈和電磁轉矩雙閉環(huán)矢量控制方案。基于異步電機的二階狀態(tài)方程，采用非線性系統(tǒng)反饋線性化的方法實現(xiàn)了勵磁電流和轉矩電流的精確解耦控制，設計了電流無誤差跟蹤控制算法。推導出了兩相旋轉坐標系下的轉子磁鏈觀測模型，實現(xiàn)磁鏈幅值和轉差頻率的觀測。

3、　　針對采用雙閉環(huán)矢量控制策略的異步電機驅動系統(tǒng)，提出了逆變器功率器件的平均電流故障診斷算法，分析了故障診斷機理，給出了故障診斷算法的具體實現(xiàn)方法;設計了系統(tǒng)的三相四開關容錯控制方案，分析了三相四開關容錯逆變器空間電壓矢量的特點，給出其SVPWM調制算法。針對容錯逆變器直流側電容中點電壓不平衡問題，深入研究空間電壓矢量的偏移，提出三相四開關SVPWM優(yōu)化算法，有效提高了參考電壓合成的準確性。基于電路分析和數(shù)學建模，設計了一種直流側電容中