施 隆，金 石，周党生，王金松



开绕组无刷双馈发电机系统变流器故障诊断

施 隆1，金 石1，周党生2，王金松3

（1. 沈阳工业大学电气工程学院，沈阳 110870；2. 深圳市禾望电气股份有限公司，广东 深圳 518055；3. 中船重工电机科技股份有限公司，太原 030027）

功率开关器件开路是风力发电系统中的常见故障。本文对基于直接功率控制策略的开绕组无刷双馈发电机（OW-BDFG）系统中双两电平变流器功率开关器件的开路故障诊断方法进行研究。详细分析了双两电平变流器单相开路故障类型，以单个变流器单相故障、两个变流器均单相故障为例，将正常运行与故障后的控制绕组相电压进行对比分析，实现故障诊断和故障类型辨别。仿真结果验证了所提方法的有效性。

无刷双馈发电机；开绕组；变流器故障诊断；直接功率控制

0 前言

无刷双馈发电机因其无刷化结构，低维护成本，所需变流器容量小，以及高可靠性等优势在风力发电领域得到广泛关注[1-5]。在大型风力发电领域，如海上风力发电系统中，由于工作环境较为恶劣，因此系统的高可靠性成为安全可持续运行的前提。风力发电机组通常由发电机、控制器、变流器与一系列传感器构成，其中任何环节出现故障都会对系统产生影响：轻则影响风力发电系统性能，重则使全部系统瘫痪。因此这些环节的可靠性都应得到足够重视。

功率变换器是现代交流电机驱动系统中不可或缺的组成部分。由于功率变换器中的功率开关器件经常需要频繁开通或关断，且常受自身工作环境和系统能量流动的影响，因而功率变换器尤其是机侧逆变部分，常常成为系统中易发生故障的薄弱环节。……