Skip to main content
SUPERVISOR
Jafar Ghaisari,Javad Askari
جعفر قیصری (استاد مشاور) جواد عسگری مارنانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Sarah Azimi
سارا عظیمی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Detection of Fault in Matrix Converter using Trans-conductance Signal
Matrix converters are arrays of controllable semiconductor bidirectional switches which connect input phases to arbitrary output phases. These converters received much attention because of their diverse advantages and became very promising candidates to replace the conventional two stage ac/dc/ac converter. These advantages include resolving the need for bulky dc link capacitors which cause longer lifetime and operating in high temperature environment, high quality input power factor, bidirectional current flow. These attractive features of Matrix Converter (MC) made it useful in many applications including aerospace, military and etc. Although its modulation techniques and commutation issues have been thoroughly investigated, system reliability remains an open issue and was investigated individually. The most common reliability problem is that a bidirectional switch has an open switch or short switch fault during the operation. In his thesis, the detection of open circuit and short circuit faults in these switches were investigated. In this thesis, a matrix converter, driving an adjustable speed permanent magnet synchronous motor, is examined. A new method for detecting open circuit and short circuit faults in IGBTs of MC was suggested. In the proposed algorithm, fault detection was designed based on the trans-conductance value of the IGBT. By monitoring the output current, input and output voltages of the matrix converter the IGBT trans-conductance in the “ON” state is estimated. Then, a proper fault signal is defined to indicate the deviation of the trans-conductance from nominal value. The fault signal is then compared to a threshold which has been calculated to guarantee a predefined rate of false detections. When an IGBT is “Open” or “Short” erroneously, then the trans-conductance deviates from the nominal value and the fault signal exceeds the threshold which indicates an error in the system. Key words: Matric Converter,IGBT Transistor, Trans-conductance, detection of open circuit and short circuit fault.
مبدل های ماتریسی، آرایه ای از سوئیچ های نیمه هادی کنترل شده است که هر فاز ورودی را به هر فاز دلخواه از خروجی متصل می کند. این مبدل ها به دلیل مزایای فراوان، در سال های اخیر مورد توجه ویژه قرار گرفتند و به عنوان جایگزین مناسبی برای مبدل های غیر مستقیم ac-ac معرفی شده اند. . از جمله این مزایا می توان به عدم نیاز به عناصر حجیم راکتیو و در نتیجه طول عمر بیشتر، ساختار فشرده تر و توانایی عملکرد در دماهای بالاتر، قابلیت تنظیم ضریب قدرت ورودی تا عدد یک، قابلیت انتقال توان در هر دو جهت، مستقل بودن تعداد فازها در ورودی و خروجی و عدم نیاز به نگهداری و تعمیر زیاد اشاره کرد. به علت روند رو به رشد استفاده از مبدل ماتریسی و همچنین استفاده گسترده از مبدل در کاربردهای نظامی، دریایی و هوافضا مانند هواپیماها، بقای عملکرد حتی در بسیاری از شرایط وقوع عیب، بسیار حائز اهمیت می باشد. اگرچه تحقیقات انجام شده بیشتر مربوط به مسائل کموتاسیون و تکنیک های مدولاسیون می باشد، اما مسئله قابلیت اطمینان در این مبدل ها موضوع نسبتاً جدیدی است و به طور مجزا مورد بررسی قرار گرفته است. از آن جایی که رایج ترین مشکل مربوط به قابلیت اطمینان در این مبدل ها، وقوع خطای مدار باز و اتصال کوتاه در حین عملکرد مبدل می باشد، این پایان نامه به بررسی شناسی خطای مدار باز و اتصال کوتاه در سوئیچ های مبدل ماتریسی پرداخته است. در این پژوهش مبدل ماتریسی سه فاز به سه فاز متصل به یک موتور PMSM مورد بررسی قرار گرفته است . روش جدیدی برای شناسایی خطای مدار باز و اتصال کوتاه در ترانزیستورهای IGBT مبدل پیشنهاد شده است. در الگوریتم مطرح شده، با توجه به تغییرات در اندازه ترارسانایی ترانزیستور در حالت انتقال، آشکارسازی خطا امکان پذیر می شود. با نظارت بر جریان خروجی، ولتاژ ورودی و خروجی مبدل ماتریسی و با بامحاسبهشیبنمودارولتاژجریانترانزیستور،مقدارترارسانایی در IGBTدر حالت روشنمحاسبهمی شود. با در نظر گرفتن سیگنال خطای مناسب برای بررسی تغییرات ترارسانایی و تعیین حد آستانه مناسب برای سیگنال خطا، ترانزیستور معیوب تشخیص داده می شود. زمانیکهیکیازIGBTهادچارخطایمداربازیااتصالکوتاهشودباتغییردرمقدارtrans-conductanceمربوطبهسوئچمعیوب،سیگنالخطایسوئیچموردبررسیازحدآستانهدرنظرگرفتهشدهفراترمی رودکهنشانهوجودخطایمداربازیااتصالکوتاهدرمبدلاست. کلمات کلیدی: مبدل ماتریسی، ترانزیستور IGBT، ترارسانایی، شناسایی خطای مدار باز و اتصال کوتاه

ارتقاء امنیت وب با وف بومی