電力電子故障的matlab仿真及其dft分析

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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(xué)物流工程學(xué)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(jié)果記錄成MAT文件,在此基礎(chǔ)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(xiàn)進一步故障診斷.關(guān)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(biāo)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(diào)速,大

5、功率設(shè)備驅(qū)動的關(guān)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(fù)的,常導(dǎo)致設(shè)備的損毀,生產(chǎn)的中斷,造成重大經(jīng)濟損失.故障自動診斷技術(shù)是提高設(shè)備可維護性的有效手段之一,高性能電力電子器件的應(yīng)用領(lǐng)域中已廣泛采用先進的自動榆測與故障診斷技術(shù).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(shù)字電路診斷存在著較大差別,模擬電路,數(shù)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(xiàn)場總線與通信技術(shù).(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(guān)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(lǐng)域中應(yīng)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(shè)計和仿真一個電氣系統(tǒng).【2本文設(shè)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(xiàn)在實際系統(tǒng)中難以實現(xiàn)的超極限參數(shù)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(xiàn)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(shù)字

8、計算機上實現(xiàn)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