PWM인버터는 전력변환장치로서 많은 장점을 가진 바 다양한 산업 분야에 널리 사용되고 있다. 산업 현장에서 인버터는 종종 예기치 못한 요인으로 고장이 발생하는데, 그 중 전력용 스위치가 고장에 가장 취약하여 이에 대한 시스템의 신뢰성 및 안전성을 위해서는 스위치 고장 시 신속한 대처가 가능한 실시간 진단 기법이 필요하다. 본 논문에서는 먼저 인버터 스위치 고장의 원인 및 현상을 분석하고, 기존 연구된 방법들의 단점을 개선하기 위한 새로운 다중 스위치 개방고장 진단 기법을 제안한다. 전류 ...
PWM인버터는 전력변환장치로서 많은 장점을 가진 바 다양한 산업 분야에 널리 사용되고 있다. 산업 현장에서 인버터는 종종 예기치 못한 요인으로 고장이 발생하는데, 그 중 전력용 스위치가 고장에 가장 취약하여 이에 대한 시스템의 신뢰성 및 안전성을 위해서는 스위치 고장 시 신속한 대처가 가능한 실시간 진단 기법이 필요하다. 본 논문에서는 먼저 인버터 스위치 고장의 원인 및 현상을 분석하고, 기존 연구된 방법들의 단점을 개선하기 위한 새로운 다중 스위치 개방고장 진단 기법을 제안한다. 전류 벡터의 각 섹터가 유지되는 시간을 관찰하여 고장을 검출하고, 정규화된 선간 전류와 3상 전류의 부호를 이용하여 고장 스위치를 식별한다. 진단 알고리즘은 센서로 측정된 전류와 제어기의 지령 전류만을 이용하므로 추가 비용이 없으며 인버터 동작 조건에 독립적인 진단이 가능하다. 고장 검출에 대한 평균 속도는 약 50.8%로 개선되었으며, 기존의 방법은 위상 반전과 같은 급작스런 과도 상태에서 진단 오류를 발생시키는데 반해 제안된 방법은 이러한 과도상태에서도 강인함을 확인할 수 있다. 제안된 방법은 다양한 조건에서의 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 타당성이 검증되었다.
PWM 인버터는 전력변환장치로서 많은 장점을 가진 바 다양한 산업 분야에 널리 사용되고 있다. 산업 현장에서 인버터는 종종 예기치 못한 요인으로 고장이 발생하는데, 그 중 전력용 스위치가 고장에 가장 취약하여 이에 대한 시스템의 신뢰성 및 안전성을 위해서는 스위치 고장 시 신속한 대처가 가능한 실시간 진단 기법이 필요하다. 본 논문에서는 먼저 인버터 스위치 고장의 원인 및 현상을 분석하고, 기존 연구된 방법들의 단점을 개선하기 위한 새로운 다중 스위치 개방고장 진단 기법을 제안한다. 전류 벡터의 각 섹터가 유지되는 시간을 관찰하여 고장을 검출하고, 정규화된 선간 전류와 3상 전류의 부호를 이용하여 고장 스위치를 식별한다. 진단 알고리즘은 센서로 측정된 전류와 제어기의 지령 전류만을 이용하므로 추가 비용이 없으며 인버터 동작 조건에 독립적인 진단이 가능하다. 고장 검출에 대한 평균 속도는 약 50.8%로 개선되었으며, 기존의 방법은 위상 반전과 같은 급작스런 과도 상태에서 진단 오류를 발생시키는데 반해 제안된 방법은 이러한 과도상태에서도 강인함을 확인할 수 있다. 제안된 방법은 다양한 조건에서의 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 타당성이 검증되었다.
While the three-phase PWM inverter is widely adopted in industry applications due to their various advantages, it frequently suffers from unforeseen stresses, which easily cause the inverter faults. Since the power switches are very fragile components, the reliability of power switches is one of the...
While the three-phase PWM inverter is widely adopted in industry applications due to their various advantages, it frequently suffers from unforeseen stresses, which easily cause the inverter faults. Since the power switches are very fragile components, the reliability of power switches is one of the most important issues among the overall system components. So, the on-line diagnosis techniques for power switch faults are necessary. In this thesis, at first, the causes of switch faults and their effects are analyzed in detail and then a new fault diagnosis method which can overcome the drawbacks of existing methods is proposed. The fault detection is performed by monitoring the time span of the sectors which are determined by the location of current vectors and the faulty switches are identified by utilizing the normalized line-to-line currents and the polarity of phase currents. Since the proposed method uses only the measured currents and the reference currents from the main controller, it is independent of the inverter operating conditions, which does not require the additional costs. The average speed for fault detection has been improved to about 50.8% of one fundamental period. Besides, the high immunity against false alarms associated with the extreme transient conditions has been accomplished, whereas the existing methods cannot typically handle such transient conditions. From the simulation and experimental tests, the validity of the proposed diagnosis method has been verified.
While the three-phase PWM inverter is widely adopted in industry applications due to their various advantages, it frequently suffers from unforeseen stresses, which easily cause the inverter faults. Since the power switches are very fragile components, the reliability of power switches is one of the most important issues among the overall system components. So, the on-line diagnosis techniques for power switch faults are necessary. In this thesis, at first, the causes of switch faults and their effects are analyzed in detail and then a new fault diagnosis method which can overcome the drawbacks of existing methods is proposed. The fault detection is performed by monitoring the time span of the sectors which are determined by the location of current vectors and the faulty switches are identified by utilizing the normalized line-to-line currents and the polarity of phase currents. Since the proposed method uses only the measured currents and the reference currents from the main controller, it is independent of the inverter operating conditions, which does not require the additional costs. The average speed for fault detection has been improved to about 50.8% of one fundamental period. Besides, the high immunity against false alarms associated with the extreme transient conditions has been accomplished, whereas the existing methods cannot typically handle such transient conditions. From the simulation and experimental tests, the validity of the proposed diagnosis method has been verified.
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