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《基于小世界网络的多电平逆变器故障诊断-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、２０１４年９月广西师范学院学报:自然科学版Sep．２０１４第３１卷第３期JournalofGuangxiTeachersEducationUniversity:NaturalScienceEditionVol．３１No．３文章编号:１００２Ｇ８７４３(２０１４)０３Ｇ００３６Ｇ０７基于小世界网络的多电平逆变器故障诊断∗周睿１,刘桂英２,杨艳玲３,黄小玲２(１．广西中联信息技术有限公司,广西南宁５３００００;２．广西师范学院物理与电子工程学院,广西南宁５３００２３;３．柳州职业技术学院,广西柳州５４５００５)摘要:采用小世界网络
2、理论,对电力电子电路进行故障诊断研究．以六电平逆变器电路为对象,采用理论分析和MATLAB仿真相结合的方法,建立其小世界网络模型,计算特征参数,并编制了相应的故障诊断程序．针对六电平单桥臂电路的故障类型,诊断出的结果与故障信息数据库的参数一致,验证了该故障诊断方法的可行性和程序设计的正确性．关键词:小世界网络;六电平逆变器;特征参数;故障诊断;程序设计中图分类号:TM４６４文献标识码:A近年来,随着电力电子的高速发展,电力电子设备已在各行各业中有着越来越多的应用,对人类生[１]活的影响日益广泛和深入．由于电力电子设备发生的故障
3、非常严重时将会导致整个系统瘫痪,对电力电子设备的故障诊断研究越来越受到重视．小世界网络理论的提出,为研究电路性能和故障诊断开辟了一条新的思路,本文探讨采用小世界网络理论的故障诊断方法．１小世界网络模型１．１多电平逆变器拓扑结构文献[１]提出了一种具有电容电压自平衡功能的通用多电平拓扑方法,其拓扑具有通用性,可以拓展到任意电平．对于n电平的单桥臂拓扑,该拓扑需要２(n－１)个主开关,２(n－１)个箝位开关,n－１个直流母线电容,(n－２)×(n－３)个箝位二极管和n－２个悬浮电容．由此得到混合箝位拓扑的六电平单桥臂电路如图１所示
4、．１．２小世界网络图要研究电力电子电路的小世界网络特性,首先需图１混合箝位拓扑的六电平单桥臂电路要建立相应的网络模型,根据文献[２]、[３]中提到的电力电子电路图转化成小世界网络图的方法,采用MATLAB软件程序设计自动生成小世界网络图,混合箝位拓扑的六电平单桥臂电路小世界网络图如图２所示．２特征参数数据库小世界网络特性常用的特征参数有特征路径长度D、聚类系数C和平均分布度K,其特征参数计收稿日期:２０１４Ｇ０８Ｇ１４∗基金项目:桂教科研(２０１３YB１４３,LX２０１４１５４１);桂科自(０９９１１０３);全国大学生创新项目
5、(２０１２１０６０３００５)通讯作者简介:刘桂英,教授,硕士生导师,研究方向:电力电子与电力传动、计算机应用技术．第３期周睿,等:基于小世界网络的多电平逆变器故障诊断?３７?算公式见文献[２],借助邻接矩阵,进行程序设计计算小世界的特征参数．图２自动生成的六电平单桥臂电路小世界网络图２．１正常情况时特征参数在图２所示的六电平单桥臂电路小世界网络图中,网络节点N＝３９,网络边数L＝１２０,平均分布度K＝６．１５３８,通过计算得三种网络模型对应的特征参数,如表１所示．表１三种网络模型对应的参数(正常情况时)网络模型平均路径长度数值
6、聚类系数数值小世界网络Lactual２．６７３４Cactual０．４８５６随机网络Lrand２．０１６２Crand０．１３２１规则网络Lregular３．５９８５Cregular０．６０４５Lregular＞Lrand[５]根据小世界网络成立的条件,在六电平单桥臂电路正常情况下,由于有{,且实Cregular＞CrandLregular＞Lactual≥Lrand际网络满足{,所以图２网络具有小世界特性,特征参数计算结果如表２Cregular＞Cactual＞＞Crand所示．表２六电平单桥臂电路特征参数表(正常情况时)电路名
7、称节点数N边数L平均路径长度D节点度分布Ki平均分布度K聚类系数C六电平逆变３９１２０２．６７３４４６６６４４６８８８８８８６４８６．１５３８０．４９７６电路１０１０８７８８８８７５６６５５５５４４３３４４５２．２故障情况时特征参数同理,要计算故障特征参数,首先必须确定电路发生故障后是否还具有小世界网络特性,然后进行计算,由于分析的故障模型较多,就不一一详列,只举一例说明．C１短路时,网络节点N＝３８,网络边数L＝１１８,平均分布度K＝６．２１０５,计算结果如表３所示．?３８?广西师范学院学报:自然科学版第３１卷表３三种网络模
8、型对应的参数(C１短路时)网络模型平均路径长度值聚类系数值小世界网络Lactual２．６３４４Cactual０．４８８０随机网络Lrand１．９９１８Crand０．１３７１规则网络Lregular３．４９０２Cregular０．６０６１可见,六电平单桥臂电路在C１短路情况下网
