韩素敏,周孟,郑书晴

(河南理工大学 电气工程与自动化学院，河南 焦作 454000)

0 引 言

三相电压源型逆变器(three-phase voltage source inverter，TP-VSI)的开关器件易发生故障，故障主要为开路或短路。TP-VSI中开关管的开路故障一般是由栅极信号丢失或因热效应引起的导线断裂导致的[1]。发生短路故障时，逆变器启动短路保护装置切断开关管，从而转换为开路故障。[2]逆变器的开路故障会降低系统性能，导致系统停机，因此必须对其进行及时诊断。[3]

逆变器开路故障诊断方法主要有专家系统法、电压检测法和电流检测法。贾春雷等[4]、孙河南[5]、WANG B C等[6]采用专家系统法对逆变器进行故障诊断，但由于该法知识和经验描述具有多样性，因此知识获取和处理较困难；ZHANG J J等[7]、WU F等[8]、ESTIMA J O等[9]以相电流为检测信号，对故障开关管进行精确定位，实现逆变器开路故障的快速诊断，但电流检测法电流易受负载变化影响，导致故障诊断准确率下降；陈丹江等[10]、王丽华等[11]以桥臂电压作为特征值，提出基于神经网络的三电平逆变器故障诊断，实现逆变器的开路故障诊断，但研究故障种类较少，未能全面阐述开路故障；刘卓等[12]、HAN S M等[13]提出基于贝叶斯网络的故障诊断法，该法快速且准确。电压检测法诊断速度快、准确度高，但逻辑较复杂，尤其开关管组合类型较多时判断更困难。

基于以上方法的优点与不足，本文提出基于BP神经网络的TP-VSI开路故障诊断方法。将BP神经网络与电压检测法相结合，选取包含故障信息的线电压为检测量，经……