직류단 전압의 고조파 맥동 검출을 이용한 3상 다이오드 정류기의 고장 진단

Abstract

본 논문에서는 3상 다이오드 정류기의 고장에 따른 해석 및 고장 판별 기법을 제안한다. 입력전원이나 다이오드소자에 고장이 발생하게 되면 출력 직류단 전압에 큰 맥동을 유발하며 이는 인버터 시스템의 제어 성능을 저하시킬 뿐만 아니라 커패시터의 수명 단축을 야기한다. 본 논문에서는 입력측의 지락 사고 및 다이오드 개방 사고 시의 직류단 전압 특성을 분석하고, 계통주파수의 6배에 주파수마다 측정된 직류단의 순시전압을 직류단 평균 전압과 비교함으로서 고장의 유무 및 종류를 판별하는 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 직류단 전압 센서만을 이용하므로 구현이 간단하고 고장 진단을 위한 추가적인 하드웨어가 요구되지 않는다. 실험과 시뮬레이션을 통해 제안한 고장 진단 알고리즘의 타당성을 검증하였다. The fault analysis and detecting algorithm for a 3 phase diode rectifier is proposed. The 3 phase dioderectifier is used for the AC power rectifier of the PWM inverter. The input power or diode faults cause theripples of the DC voltage, degradation of the control performance and life shortening of the DC link capacitor.In this paper, the ripple of the DC voltage is mathematically analyzed for the earth fault of input power andopen circuit fault of the diode, respectively. The fault detection and type of fault can be obtained by comparingthe average DC voltage and the instant DC voltage which is sampled with 6 times of grid frequency. Theproposed method can be easily applicable and doesn't require additional circuit. The experimental and simulationresults are presented to verify the validity of the proposed method.