一种基于DSP的电力电子电路在线故障诊断方法

2004年第26卷第3期第44页

电气传动自动化

ELECTRICDRIVEAUTOMATIONVol.26,No.32004,26(3):44～48

文章编号:1005—7277(2004)03—0044—05

一种基于DSP的电力电子电路在线故障诊断方法

陈如清1,李强

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(1.嘉兴学院信息工程学院,浙江嘉兴314001;2.汕头超声显示器有限公司,广东汕头515041)

摘要:以三相桥式整流电路为例,首先对可控整流装置正常工作和故障运行时整流电压波形进行分析和归类,定义了一种“面积”并建立了故障模型,提出了一种改进的谱分析故障诊断方法,根据其特征值进行诊断定位;其次归纳出实验算法并用DSP系统实现,实验表明该方法实现了可控整流装置的在线故障诊断和监测;最后总结了该方法的特点并推广至其它形式整流电路。关键词:故障在线诊断;谱分析;DSP中图分类号:TM4

文献标志号:A

CHENRu-qing,LIQiang

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AfaultdiagnosismethodofpowerelectroniccircuitsbasedonDSP

(1.SchoolofInformationEngineering,JiaxingUniversity,Jiaxing314001,China2.ShantouGoworldDisplayCompany,Shantou515041,China)

Abstract:Thevoltagewaveformsofthecontrolledrectifierdevicetheanalyzedandclassifiedwiththeexampleofthree-phasethyristorconverterfirstly,theandbuildsthefaultmodels,aimprovedfrequencyspectrumanalysisutwiththeeigenvaluesitcandiagnoseandlocatethefaults.Secondly,thepentalgdiagnosissystemisinducedandvalidatedonaDSPsystem.Theexperimtodiagnoseandinspecttherectifierdeviceon-line.Thecharacteristicofthisandtootherkindsofrectifierfinally.Keywords:diafrequencyspectrumanalysis;DSP

1引言

实际生产中,电力电子设备通常被用于生产工艺的关键流程之中,对于整流装置最易损坏的为功率器件。当晶闸管发生直通故障时,瞬间将造成相电压短路,使进线电流上升,保护电路动作切断主回路;而当晶闸管桥臂发生开路故障(包括晶闸管元件损坏、快熔熔断或触发脉冲丢失等故障)时,整流电路仍然工作,使负载不能正常运行,对整个生产过程带来破坏性的影响。因此,对整流装置进行在线故障诊断定位具有重要的意义。

现有的电力电子装置故障诊断方法有:(1)传统的电流检测法;(2)传统的电压检测法;(3)模式识别的方法,即对故障整流波形变换,寻找故障特征,实现故障诊断,包括直接波形分析、谱分析和基于神经网络等故障诊断方法。

前两种方法测试点多、硬件电路复杂、抗干扰性差,一般很少采用。常用的方法为模式识别的方法,直接的波形分析法适合于建模简单的二极管整

流电路[3],对晶闸管可控整流电路不适合。现有谱分析方法只适合于故障类较少的情况[4],且触发角

α的变化对诊断定位也有影响。晶闸管整流装置的故障检测与监视已有论述[2],但这些方法不具备在线诊断定位功能。本文以三相桥式可控整流电路为例,对整流电压波形进行分段及逻辑处理,将其用多值逻辑向量表示,用DFT方法分类定位,解决了以上问题。其处理分析方法通用、诊断定位准确方便,最后在DSP系统上进行实验验证。

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整流电路故障分析及诊断原理