基于神经网络的有源中点箝位型三电平逆变器故障诊断系统研究

发布时间：2017-12-24 11:02

本文关键词：基于神经网络的有源中点箝位型三电平逆变器故障诊断系统研究　出处：《中国矿业大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：随着变频器技术的发展,三电平逆变器得到了广泛的应用。电力电子器件需要承受高电压、大电流以及高频率的开关状态,因此,功率开关器件故障导致逆变器故障成为不可忽视的问题。有源中点箝位型三电平逆变器因为能够均衡各功率开关器件的开关损耗而得到广泛应用,但是其内部拓扑结构复杂,快速准确判断出具体功率开关器件的故障位置很难做到,所以,有源中点箝位型三电平逆变器的故障诊断问题亟待解决。论文的主要研究工作包括:首先,本文将有源中点箝位型三电平逆变器作为被诊断对象,介绍了有源中点箝位型三电平逆变器的拓扑结构及其工作原理,分析了逆变器发生故障的原因并将开路故障进行分类,为每种故障情况匹配不同的故障编码,为了最大限度的减小负载突变对故障诊断的影响,本文选择桥臂电压信号作为测试信号,利用MATLAB软件Simulink模块完成逆变器的仿真和故障分析。其次,利用小波包分解算法提取不同故障情况下桥臂电压信号的频带能量值作为故障诊断的输入,为了减少故障信息的维数,利用3/2变换将三相桥臂电压信号转换为两相输出。再次,研究了基于遗传神经网络的ANPC三电平逆变器故障诊断方法,利用遗传算法的全局优化性能对BP神经网络的权值和阈值进行优化,避免了传统BP网络训练时容易陷入局部极小值和学习速度慢等问题,提高诊断的速度和正确率,同时,为了解决Sx2(Sx3)单管开路与Sx1Sx2(Sx3Sx4)双管同时开路时故障特征值一致的难点,本文利用两个BP神经网络进行诊断,通过仿真验证了该方法能够有效诊断出172种开路故障情况。最后,采用LabVIEW和MATLAB混合编程,开发基于小波-遗传神经网络的ANPC三电平逆变器开路故障诊断软件系统,该软件拥有故障信息的保存、小波包分解算法提取故障特征值、遗传神经网络的训练以及逆变器的故障诊断等功能。通过测试,软件能够快速准确的诊断出ANPC三电平逆变器多种开路故障。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM464

【参考文献】