Zastosowanie metod diagnostyki awarii tranzystorów w przekształtnikach sieciowych AC/DC

• Autorzy: Sobański P.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2018.03.05

Warianty tytułu

EN

Transistor fault diagnostic methods in the AC/DC line-side converter

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule porównano dwa algorytmy diagnostyki awarii tranzystorów w przekształtniku sieciowym AC/DC z dwukierunkowym przepływem mocy. Zaprezentowane rozwiązania pozwalają na szybką identyfikację łączników energoelektronicznych, które utraciły zdolność do przewodzenia prądu oraz mogą być zastosowane bez użycia dodatkowych układów sprzętowych, w różnych układach regulacji. W odróżnieniu od większości znanych z literatury podobnych rozwiązań, skuteczność proponowanych metod została zweryfikowana zarówno podczas pracy prostownikowej jak i falownikowej przekształtnika. W artykule przedstawiono wybrane wyniki badań symulacyjnych oraz eksperymentalnych potwierdzających pełną skuteczność proponowanych rozwiązań.

EN

In this article two transistor fault diagnostic algorithms in the AC/DC line-side converter with a bidirectional power flow are compared. The presented methods allow to a fast transistor open-circuit fault detection and they can be used with no additional hardware in various control structures. As opposed to known from a literature survey similar methods, an effectiveness of the proposed algorithms has been verified under a rectifying as well as generation mode of the converter. In the article, the chosen simulation and experimental results that prove the full effectiveness of the proposed methods have been presented.

Słowa kluczowe

PL

prostownik aktywny; diagnostyka awarii; uszkodzenie tranzystora

EN

active rectifier; fault diagnostic; transistor fault

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 94, nr 3
• Strony: 23--29
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sobański P.

• Politechnika Wrocławska, Katedra Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych, ul. Smoluchowskiego 19, 57-370 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. Pow. Electron., 25 (2010), n.11, 2734-2752
• [2] Rodriguez M. A., Claudio A., Theilliol D., Vela L. G., A New Fault Detection Technique for IGBT Based on Gate Voltage Monitoring, IEEE Power Electronics Specialists Conference (PESC), (2007), Orlando, 1001-1005
• [3] Estima J. O., Cardoso A. J. M., Single Power Switch Open- Circuit Fault Diagnosis in Voltage-Fed PWM Motor Drives by the Reference Current Errors, 8th IEEE Symposium on Diagnostics for Electrical Machines, Power Electronics & Drives (SDEMPED), (2011), Bolonia, 364-371
• [4] Śleszyński W., Nieznański J., Cichowski A, Real-Time Fault Detection and Localization Vector-Controlled Induction Motor Drives, European Conference on Power Electronics and Applications (EPE), (2005), Drezno, 1-8
• [5] Freire N. M. A., Estima J. O., Cardoso A. J. M., A Voltage-Based Approach Without Extra Hardware for Open-Circuit Fault Diagnosis in Closed-Loop PWM AC Regenerative Drives, IEEE Trans. Ind. Electron., 61 (2014), n.9, 4960-4970
• [6] Mendes A. M. S., Cardoso A. J. M., Fault-Tolerant Operating Strategies Applied to Three-Phase Induction-Motor Drives, IEEE Trans. Ind. Electron, 53, (2006), n. 6, 1807-1817
• [7] Alavi M., Luo M., Wang D., Bai H., IGBT Fault Detection for Three Phase Motor Drives Using Neural Networks, Proceedings of 2012 IEEE 17th International Conference on Emerging Technologies & Factory Automation (ETFA), (2012), Krakow, 1-8
• [8] Duan P., Xie K. G., Zhang L., Rong X., Open-Switch Fault Diagnosis and System Reconfiguration of Doubly Fed Wind Power Converter Used in a Microgrid, IEEE Trans. Pow. Electron., 26, (2011), n.3, 816-821
• [9] Espinoza-Trejo D. R., Campos-Delgado D. U., Bossio G., Barcenas E., Hernandez-Diez J. E., Lugo-Cordero L. F., Fault Diagnosis Scheme for Open-Circuit Faults in Field-Oriented Control Induction Motor Drives, IET Pow. Electron., 6 (2013), n.5, 869-877
• [10] Im W. S., Kim J. M., Lee D. C., Lee K. B., Diagnosis and Fault- Tolerant Control of Three-Phase AC–DC PWM Converter Systems, IEEE Trans. Ind. Appl., 49 (2013), n.4, 1539-1547
• [11] Rothenhagen K., Fuchs F. W., Performance of Diagnosis Methods for IGBT Open Circuit Faults in Voltage Source Active Rectifiers, IEEE 35th Annual Conference Power Electronics Specialists (PESC), 6 (2004), Aachen, 4348-4354
• [12] Lee J. S., Lee K. B., Open-Circuit Fault-Tolerant Control for Outer Switches of Three-Level Rectifiers in Wind Turbine Systems, IEEE Trans. Pow. Electron., 31 (2016), n.5, 3806- 3815
• [13] Malinowski M., Sensorless Control Strategies for Three-Phase PWM Rectifiers, Rozprawa doktorska, Politechnika Warszawska, (2001), Warszawa
• [14] Sobanski P., Orlowska-Kowalska T., Open Switch Fault Diagnosis Method for an AC/DC Line-Side Converter, IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT), (2017), Toronto, 1580-1584
• [15] Sobanski P., Orlowska-Kowalska T., IGBT Open-Circuit Fault Diagnosis Based on the Current Prediction in the Line-Side AC/DC Converter, IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT), (2017), Toronto, 113-118

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).