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基于键合图的飞跨电容型逆变器故障诊断 张歆炀，（ 电气工程学院，乌鲁木齐 830047） 摘要：20-sim仿真平台进行仿真分析，验证了基于键合图模型的全局解析冗余关系方法在参数性故障诊断方面的可行性。 关键词： 中图分类号： 文献标识码： 文章编号：1001-1390（201）00-0000-00 Fault iagnosis research of flying capacitor inverter based on bond graph Zhang Xinyang, Pazilai Mahemuti (College of Electrical Engineering, Xinjiang University, Urumqi 830047, China) Abstract: Based on analyzing structure and characteristic of flying capacitor inverter, we diagnose the parametric fault of inverter, and conduct global analytical redundancy relation method based on bond graph model to carry out detection and localization of the parametric fault. The bond graph model of flying capacitor inverter is established according to bond graph theory, through the way of adding observation signal and virtual sensor to bond graph model, the diagnosis bond graph model of system is established, and thus the global analytical redundancy relation of system is obtained. Finally, 20-sim simulation platform is used to conduct simulation and analysis, and it verifies that the global analytical redundancy relationship based on bond graph model is feasible in the aspect of parametric fault diagnosis. Keywords: flying capacitor inverter, bond graph, global analytical redundancy relation, parametric fault 0　引 言 虽然三电平逆变器优势很大，能较好的应用于高电压、大功率和高品质的系统，但在效率提高的同时也增加了故障发生的可能性。三电平逆变器的开关器件比两电平逆变器增加了一倍，而且开关器件是逆变器的关键，在很大程度上决定了逆变器的工作性能。开关器件一旦发生故障且不能得到及时有效的处理，将会对智能电网及人身安全造成危害，还会带来巨大经济损失。 本文采取具有较高电平合成灵活性的飞跨电容型三电平逆变器为研究对象，结合键合图建模技术，利用具有模式及参数信息的全局解析冗余关系故障诊断方法，不但能够准确检测参数性故障，而且能够实现参数性故障的定位。 1　 参数性故障指由于电路参数（如电感值、电容值等）偏离正常值一定范围而导致的故障，通常采用参数辨识进行故障诊断[1]。目前，对电力电子系统的参数性故障诊断提出了一些行之有效的方法，但对于强非线性、高功率、对诊断实时性要求高的复杂电力电子系统的效果并不是很好。此外，与结构性故障诊断相比，参数性故障诊断更加困难，并且十分重要。 文献[2]提出了一种基于电路传输函数系数的参数性故障检测方法，但无法定位故障。文献[3]利用参数辨识法对电子电路进行在线故障诊断，但精度不高、实时性不强、适用范围窄。文献[4]提出了一种非线性多变量系统的参数性故障诊断新方法，能够检测并隔离故障，但没有概括模型。文献[5]利用多频域参数故障诊断测试线性模拟电路，但只适用于线性系统。因此，参数性故障诊断的研究不但具有实际意义，还具有一定的挑战。　 逆变器由于开关元件数目多、结构复杂，具有非线性和混杂特性，因此不容易建模。通常的数学建模方法是用状态变量表达基本元素，不但过程繁琐、易出错