Detección de falla abierta conmutada para un rectificador en puente de diodos trifásico activo híbrido de punto neutro
Autores: Kim, Sang-Hun; Kim, Seok-Min; Park, Sungmin; Lee, Kyo-Beum
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Detección de falla abierta conmutada para un rectificador en puente de diodos trifásico activo híbrido de punto neutro
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Propone un método de detección de fallas para rectificadores HANPC
MOSFETs
IGBTs
Distorsión de corriente
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Este documento propone un método de detección de fallas para fallas de interruptores abiertos en rectificadores híbridos activos de punto neutro con pinza (HANPC). La topología básica de HANPC comprende dos transistores de efecto de campo de óxido de metal-semiconductor (MOSFET) basados en SiC y cuatro transistores bipolares de compuerta aislada (IGBT) de Si. Un sistema de rectificación trifásico que utiliza la topología de HANPC puede producir una mayor eficiencia y menores armónicos de corriente. Una falla de interruptor abierto en un rectificador HANPC puede ser una falla de MOSFET o IGBT. En este trabajo, se analizan casos defectuosos de seis interruptores diferentes basados en la distorsión de corriente en el marco de referencia estacionario. Las fallas abiertas en los interruptores MOSFET causan distorsiones de corriente inmediatas y notables, mientras que las fallas abiertas en los interruptores IGBT son difíciles de detectar utilizando métodos convencionales. Para detectar una falla de IGBT, el método de detección propuesto utiliza parte de la potencia reactiva en un cierto período para hacer una diferencia importante, utilizando la información de corriente de ejes directo-cuadrante (dq) derivada de la corriente trifásica. Por lo tanto, el método de detección propuesto se basa en mediciones de corriente trifásica y no utiliza hardware adicional. Al analizar las características individuales de cada falla de interruptor, se puede localizar exactamente el interruptor fallido. La efectividad y viabilidad del método propuesto de detección de fallas se verifican a través de simulaciones en PSIM y resultados experimentales.
Descripción
Este documento propone un método de detección de fallas para fallas de interruptores abiertos en rectificadores híbridos activos de punto neutro con pinza (HANPC). La topología básica de HANPC comprende dos transistores de efecto de campo de óxido de metal-semiconductor (MOSFET) basados en SiC y cuatro transistores bipolares de compuerta aislada (IGBT) de Si. Un sistema de rectificación trifásico que utiliza la topología de HANPC puede producir una mayor eficiencia y menores armónicos de corriente. Una falla de interruptor abierto en un rectificador HANPC puede ser una falla de MOSFET o IGBT. En este trabajo, se analizan casos defectuosos de seis interruptores diferentes basados en la distorsión de corriente en el marco de referencia estacionario. Las fallas abiertas en los interruptores MOSFET causan distorsiones de corriente inmediatas y notables, mientras que las fallas abiertas en los interruptores IGBT son difíciles de detectar utilizando métodos convencionales. Para detectar una falla de IGBT, el método de detección propuesto utiliza parte de la potencia reactiva en un cierto período para hacer una diferencia importante, utilizando la información de corriente de ejes directo-cuadrante (dq) derivada de la corriente trifásica. Por lo tanto, el método de detección propuesto se basa en mediciones de corriente trifásica y no utiliza hardware adicional. Al analizar las características individuales de cada falla de interruptor, se puede localizar exactamente el interruptor fallido. La efectividad y viabilidad del método propuesto de detección de fallas se verifican a través de simulaciones en PSIM y resultados experimentales.