Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2016 - zeszyt 5

Analysis of chosen IGBT faults diagnostic variables in AC/DC line-side converter

10.15199/48.2016.05.13

nr katalogowy: 98177
10.15199/48.2016.05.13

In this paper single IGBT open-circuit faults symptoms analysis in the voltage-oriented-controlled AC/DC converter has been carried out. In accordance with the research, chosen diagnostic signals have been selected and diagnostic variables have been defined in order to evaluate transistor faults diagnostic methods. A main goal of this article was to test and confirm an effectiveness of chosen well-known diagnosis techniques for single-switch IGBT open-circuit faults in the two-level three-phase voltage inverters, in case of a reversible AC/DC line side converter, even under asymmetric power supply. Presented results have a comparative character and they have been verified by simulation model of the AC/DC converter control structure based on a measured or an estimated grid voltage. Streszczenie. W artykule przedstawiono wybrane symptomy uszkodzeń tranzystorów IGBT, polegających na braku przewodzenia prądu, w przekształtniku energoelektronicznym AC/DC sterowanym metodą orientacji wektora prądu względem wektora mierzonego lub estymowanego napięcia sieci. Wyselekcjonowano sygnały diagnostyczne oraz zdefiniowano zmienne diagnostyczne, na podstawie których sformułowano reguły umożliwiające identyfikację uszkodzonych tranzystorów prostownika. Głównym celem pracy było zbadanie możliwości implementacji w układach przekształtnikowych AC/DC o dwukierunkowym przepływie energii znanych metod diagnostyki awarii tranzystorów dwupoziomowego falownika napięcia, również w warunkach asymetrii sieci zasilającej prostownik. Przedstawione wyniki badań mają charakter porównawczy i zostały uzyskane za pomocą symulacyjnych modeli przekształtnika AC/DC zarówno w układzie regulacji z pomiarem jak i estymacją napięć sieci zasilającej (Analiza wybranych zmiennych diagnostycznych stosowanych do wykrywania uszkodzeń tranzystorów IGBT w przekształtniku sieciowym AC/DC). Keywords: AC/DC line-side converter, condition monitoring, open-circuit fault Słowa kluczowe: przekształ[...]

Bibliografia

[1] Malinowski M., Kazmierkowski M. P., Trzynadlowski A. M., A Comparative Study of Control Techniques for PWM Rectifiers in AC Adjustable Speed Drives, IEEE Trans. on Pow. Electr., 18 (2003), n.6, 1390-1396
[2] Knapczyk M., Nonlinear control strategies of AC/DC line-side converters using sliding-mode approach, Ph.D. Thesis, Wroclaw University of Technology (2004)
[3] Lee D. C., Lim D. S., AC Voltage and Current Sensorless Control of Three-Phase PWM Rectifiers, IEEE Trans. on Pow. Electr., 17 (2002), n.6, 883-890
[4] 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 Power Electronics, 25 (2010), n.11, 2734-2752
[5] Alavi M., Wang D., Luo M., Short-Circuit Fault Diagnosis for Three-Phase Inverters Based on Voltage-Space Patterns, IEEE Trans. on Industrial Electronics, 61 (2014), n.5, 5558-5569
[6] Sleszynski W., Nieznanski J., Cichowski A., Open-Transistor Fault Diagnostics in Voltage-Source Inverters by Analyzing the Load Currents, IEEE Trans. on Industry Appl., 56 (2009), n.11, 4681-4688
[7] Alavi M., Luo M., Wang D., Bai H., IGBT fault detection for three phase motor drives using neural networks, 17th Conf. on Emerging Technol. and Factory Autom., (2012), 1-8
[8] Campos-Delgado D.U., Pecina-Sánchez J.A., Rivelino Espinoza-Trejo D., Román Arce-Santana E., Diagnosis of open-switch faults in variable speed drives by stator current analysis and pattern recognition, IET Electric Pow. Appl., (2013), n.7, 509-522
[9] An Q., Sun L., Sun L., Current Residual Vector-Based Open- Switch Fault Diagnosis of Inverters in PMSM Drive Systems, IEEE Trans. on Pow. Electron., (2015), n.5, 2814-2827
[10] Estima J.O., Marques Cardoso A.J., A New Algorithm for Real-Time Multiple Open-Circuit Fault Diagnosis in Voltage- Fed PWM Motor Drives by the Reference Current Errors, IEEE Trans. on Ind. Electron., (2013), n.8, 3496-3505
[11] Rivelino Espinoza-Trejo D., Campos-Delgado D.U., Bossio G., Bárcenas E., Hernández-Díez J.E., Lugo-Cordero L.F., Fault diagnosis scheme for open-circuit faults in field-oriented control induction motor drives, IET Pow. Electron., (2013), n.5, 869-877
[12] Orlowska-Kowalska T., Sobanski P., Simple diagnostic technique of a single IGBT open-circuit faults for a SVM-VSI vector controlled induction motor drive, Bull. of the Pol. Acad. of Sci. Tech. Sci., 63 (2015), n.1, 281-288
[13] Lu B., Sharma S.K., A literature review of IGBT fault diagnostic and protection methods for power inverters, IEEE Trans. on Ind. Appl., 45 (2009), n.5, 1770-1777
[14] Estima J.O., Freire N.M.A., Cardoso A.J.M., Recent advances in fault diagnosis by Park's vector approach, IEEE Workshop on Electr. Mach. Des. Control and Diagn., (2013), 279-288
[15] Sobanski P., Orlowska-Kowalska T., Simple transistors fault localization algorithm for voltage inverter-fed induction motor drive (in Polish), Scientific Papers of the Institute of Electrical Machines, Drives and Measurements of the Wrocław University of Technology. Studies and Research, 34 (2014), 76-85
[16] Rothenhagen K., Fuchs F. W., Performance of diagnosis methods for IGBT open circuit faults in voltage source active rectifiers, IEEE 35th Ann. Conf. of Pow. Electr. Spec., 6 (2004). 4348-4354
[17] Freire N. M. A., Estima J. O., Cardoso A. J. M., A voltagebased approach for open-circuit fault diagnosis in voltage-fed SVM motor drives without extra hardware, 20th Int. Conf. on Electr. Machine, (2004), 2378-2383

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 98177 "Analysis of chosen IGBT f..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - e-zeszyt (pdf) 2016-5 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	55.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2016-5

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma