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1、電力電子故障的Matlab仿真及其DFT分析第13卷第4期2004年l2月計算機輔助工程CoMPUTERAIDEDENGINEERINGVo1.13.NO.4Dec.20O4文章編號:1006.0871(2004)04—0072—04O電力電子故障的Matlab仿真及其DFT分析王華英,鄭華耀,王錫淮(上海海事大學物流工程學院,上海2OOl35)摘要:以三相橋式整流電路為分析對象,利用Matlab/Simulink環(huán)境下的SimPowerSystems(SPS)模塊庫仿真得到各類故障下的輸出波形,并將特定結果記錄成MAT文件,在此基礎上利用離散傅立葉變換
2、將時域中的故障波形變換到頻域,再對該離散信號進行頻域分析,以突出故障特征,實現進一步故障診斷.關鍵詞:電力電子故障;Matlab;DFT;三相整流橋中圖分類號:TM711:TP391.9文獻標識碼:AMatlabsimulationandanalysiswithDFTofthepowerelectr0nicstroubleWANGHuaying,ZHENGHuayao,WANGXihuai(LogisticsEngineeringCollege,ShanghaiMaritimeUniversity,Shanghai200135,China)Abstrac
3、t:Usingthethree—phasebridgerectifiercircuitforanalysis,theoutputwaveformineachkindoffaultcanbesimulatedthroughthecircuitwiththeSimPowerSystemsundertheMatlab/Simulinksurroundings,andthenthespecificresultstoMATfilearenoted,onthebaseofwhichthroughtheDiscreteFourierTransformthetime.d
4、omaintroublewaveformisconvertedtofrequencydomain.Finally,thediscretesignalinfrequencydomainisanalyzedinordertostressthebreakdowntraitsandtofulfillfurthertroublediagnoses.Keywords:powerelectronicstrouble;Matlab;DFT;three—phaserectifierbridge引.口在電力,冶金,交通運輸,礦業(yè)等行業(yè),電力電子器件通常被用于電機變頻調速,大
5、功率設備驅動的關鍵流程之中,由于電力電子器件故障往往是致命性的,不可恢復的,常導致設備的損毀,生產的中斷,造成重大經濟損失.故障自動診斷技術是提高設備可維護性的有效手段之一,高性能電力電子器件的應用領域中已廣泛采用先進的自動榆測與故障診斷技術.本文旨在通過Matlab仿真和DFT分析對故障自動診斷方法進行探討.1故障分析及Matlab介紹1,1電力電子裝置故障分析電力電子電路的故障診斷與一般的模擬電路,數字電路診斷存在著較大差別,模擬電路,數字電路診斷中采用的改變輸入觀察輸出的方法已無法適用.它只能以輸出波形來診斷電力電子電路是否有收稿日期:2004-0
6、9.16修回日期:2004.11.16作者籬介:王華英(198o-),女.福建南平人.在讀碩士.主要研究方向為現場總線與通信技術.(E-mail)alendarwhy@163.c0m第4期王華英,等:電力電子故障的Matlab仿真及其DFT分析73故障及有何種故障.…以三相橋式整流電路為例,其輸出端的直流脈動電壓包含了晶閘管有否故障的信息,是一個關鍵的測試點.若把正常情況與故障一起綜合分析,可分為五類:0類代表沒有品閘管故障;1類只有一只晶閘管故障;2類是接到同一相電壓的2只晶閘管故障;3類是在同一半橋中的2只品閘管故障;4類則是交叉2只品閘管故障.1.
7、2Matlab/Simulink簡介Matlab是美國Mathworks公司推出的一種簡便_T程計算語言,近年來,在電氣領域中應用廣泛.尤其是新版中提供電力系統(tǒng)庫Powerlib,使用戶能方便地設計和仿真一個電氣系統(tǒng).【2本文設計主要是采用Simulink為運行環(huán)境的電力系統(tǒng)模擬模塊(SPS),它是Matlab的一個專門用于對電力系統(tǒng)進行仿真的T具箱.運用它可以實現在實際系統(tǒng)中難以實現的超極限參數及破壞性仿真試驗,探索系統(tǒng)的故障診斷.2離散傅立葉算法及其Matlab實現離散傅立葉變換(簡稱DFT)是離散時間傅立葉變換DTFT頻域離散化時的值,為了能在數字
8、計算機上實現DTFT,必須在頻率上離散化.對于時限的離散時間信號,頻率變量在有限