基于高频开关振荡的变流器非接触式状态监测技术研究

绝缘栅双极型晶体管(Insulated gate bipolar transistor,IGBT)是中大功率电力电子变流器的核心器件。为提高IGBT状态监测的安全性与经济性,研究了一种基于高频开关振荡的三相两电平变流器非接触式状态监测技术。采用专用传感器首先通过非接触方式在线测量变流器PWM开关电压自激产生的高频振荡电流,然后利用三相高频振荡与基波电流的极性关系在无门极信号的条件下实现了变流器中所有IGBT开关事件定位,最后根据振荡信号中开关暂态拐点特征检测出IGBT关断时间。基于以上技术原理,采用嵌入式平台研发了一套变流器IGBT非接触式状态监测装置并在380 V/3 kW变频电机对拖平台上开展了技术验证工作。试验结果表明,该装置能对变频器逆变器中6个IGBT的开关特性及其健康状态实施在线监测,具有安全、准确以及经济等优点。