Napięciowy algorytm diagnostyki uszkodzeń tranzystorów w przekształtniku sieciowym AC/DC

• Autorzy: Sobański P.

Warianty tytułu

EN

Transistor faults diagnostic algorithm for AC/DC line-side converter

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zaprezentowano algorytm diagnostyki awarii tranzystorów IGBT w przekształtniku sieciowym AC/DC ze sterowaniem zorientowanym względem napięcia sieci zasilającej. Proponowana metoda jest oparta na analizie średniej wartości błędów estymacji napięć fazowych przekształtnika sieciowego AC/DC oraz umożliwia szybką identyfikację tranzystora, który utracił zdolność przewodzenia prądu. Skuteczność algorytmu została potwierdzona zarówno w trakcie pracy prostownikowej jak i falownikowej przekształtnika AC/DC. W celu weryfikacji skuteczności działania metody przeprowadzono kompleksowe badania symulacyjne, których wybrane wyniki przedstawiono w niniejszym artykule.

EN

In this paper, transistor faults diagnostic algorithm dedicated to AC/DC line side converter with grid voltage oriented control is presented. The proposed method is based on average values calculation of the power converter phase voltages and it provides fast and correct switch open-circuit faults identification in the case of an rectifier as well as an inverter mode of the power converter. In order to prove the method effectiveness, comprehensive simulation research has been conducted and chosen results are presented in this paper.

Słowa kluczowe

PL

przekształtnik sieciowy AC/DC; diagnostyka uszkodzeń; awaria tranzystora IGBT

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 71, nr 35
• Strony: 118--126
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Sobański P.

• Politechnika Wrocławska, Katedra Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych, ul. Smoluchowskiego 19, 50-372 Wrocław

Bibliografia

• [1] YANG S., XIANG D., BRYANT A., MAWBY P., RAN L., TAVNER P., Condition Monitoring for Device Reliability in Power Electronic Converters: A Review, IEEE Trans. on Pow. Electron., 2010, Vol. 25, No. 11, 2734–2752.
• [2] ALAVI M., WANG D., LUO M., Short-Circuit Fault Diagnosis for Three-Phase Inverters Based on Voltage-Space Patterns, IEEE Trans. on Ind. Electron., 2014, Vol. 61, 5558–5569.
• [3] KWANG-WOON L., MYUNGCHUL Y., JANGHO L., KWANG-WOON L., JI-YOON Y., Condition Monitoring of DC-Link Electrolytic Capacitors in Adjustable-Speed Drives, IEEE Trans. On App. Electron., 2008, Vol. 44, No. 5, 1606–1613.
• [4] SMET V., FOREST F., HUSELSTEIN J.-J., RICHARDEAU F., KHATIR Z., LEFEBVRE S., BERKANI M., Ageing and Failure Modes of IGBT Modules in High-Temperature Power Cycling, IEEE Trans. on Ind. Electron., 2011, Vol. 58, No. 10, 4931–4941.
• [5] RODRIĚGUEZ-BLANCO M.A., CLAUDIO-SAĚNCHEZ A., THEILLIOL D., VELA-VALDEĚS L.G., SIBAJA-TERAĚN L., HERNAĚNDEZ-GONZAĚLEZ L., AGUAYO-ALQUICIRA J., A Failure- Detection Strategy for IGBT Based on Gate-Voltage Behavior Applied to a Motor Drive System, IEEE Trans. on Ind. Electron., 2011, Vol. 58, No. 5, 1625–1633.
• [6] SOBAŃSKI. P., ORŁOWSKA-KOWALSKA T., Analiza i diagnostyka uszkodzeń tranzystorów w przekształtniku sieciowym AC/DC, Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej Nr 69, Seria Studia i Materiały Nr 33, 2013, 70–81.
• [7] SOBAŃSKI. P., IGBTs Open-Circuit Faults Diagnostic Methods for the Voltage Inverter Fed Induction Motor Drives, XII Konferencja Naukowa Sterowanie w Energoelektronice i Napędzie Elektrycznym, 2015, 1–6.
• [8] SOBAŃSKI P., ORŁOWSKA-KOWALSKA T., Prosty algorytm lokalizacji uszkodzeń tranzystorów falownika napięcia w napędzie z silnikiem indukcyjnym, Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej Nr 70, Seria Studia i Materiały Nr 34, 2014, 76–85.
• [9] KAMEL T., BILETSKIY Y., LIUCHEN C., BO C., On-line diagnosis for rectifier open circuit faults and input voltage unbalance based on the output DC voltage, Energy Convers. Congr. And Expos., 2015, 4753–4758.
• [10] RAHIMINEJAD M., DIDUCH C., STEVENSON M., LIUCHEN C., Open-circuit fault diagnosis in 3-phase uncontrolled rectifiers, IEEE Int. Symp. on Pow. Electr. for Distrib. Gen. Sys., 2012, 254–259.
• [11] ROTHENHAGEN K., FUCHS F.W., Performance of diagnosis methods for IGBT open circuit faults in voltage source active rectifiers, IEEE 35th Ann. Spec. Conf. on Pow. Electr., 2004, Vol. 6, 4348–4354.
• [12] LIU H-D., HAN J.Y., SHEN N.J., LAN H., Rectifier Power Thyristor Failure in Real-Time Detection Methods, Conf. on Pow. and Ener. Eng., 2012, 27–29.
• [13] FOITO D., FERNAO PIRES F.G., MARTINS J.F., A neuro-fuzzy based system for fault detection and diagnosis of 3-phase PFC rectifier, Conf. and Exp. in Pow. Electr. and Mot. Contr., 2014, 21–24.
• [14] KNAPCZYK M., Nonlinear control strategies of AC/DC line-side converters using sliding-mode approach, Ph.D. Thesis, Wroclaw 2004.