شناسایی و جایابی خطای کلیدهای نیمه‌هادی قدرت در اینورترهای چندسطحی مهار نقطه خنثی با استفاده از منطق فازی

در سال‌های اخیر استفاده از مبدل‌های چند سطحی بدلیل داشتن مزایای فراوان در کاربردهای ولتاژ و توان‌های بالا گسترش یافته‌اند، علیرغم مزایای اینورترهای چندسطحی با توجه به افزایش تعداد قطعات استفاده شده در آن‌ها احتمال وقوع خطا در آن‌ها بسیار بالا رفته است لذا برای تضمین عملکرد بدون وقفه و همچنین جلوگیری از وارد آمدن خسارت زیاد به این سیستم‌ها در حین وقوع خطا تشخیص سریع خطا جهت پیاده‌سازی سیستم مقاوم در برابر خطا امری اجتناب ناپذیر می‌باشد. این مقاله استفاده از سیستم‌های مبتنی بر منطق فازی در پیاده‌سازی و تشخیص خطای مدارباز برای یک کلید از کلیدهای نیمه‌هادی بر روی اینورترهای مهار نقطه خنثی سه‌فاز سه سطحی با بار اهمی سلفی را مورد بررسی قرار می‌دهد. روش پیشنهادی بر اندازه‌گیری ولتاژ پل خروجی اینورتر و همچنین محاسبه متوسط مقدار آن استوار است، مقدار مقوسط ولتاژهای سه‌فاز پل اینورتر به عنوان ورودی‌ به سیستم فازی اعمال می‌گردد، سیستم مذکور در محیط matlab/simulink شبیه‌سازی شده و نتایج بدست آمده دقت و تشخیص سریع وقوع خطا برای کلیدهای قدرت نیمه‌هادی را در یک سیکل مرجع نشان می‌دهد.

identification and fault localization of power semiconductor switches in neutral point clamped multilevel inverters using fuzzy logic

abstract in recent years, the use of multilevel converters has expanded due to their good advantages in high voltage and high-power application. despite the benefits of multilevel inverters, the probability of fault occurrence has increased due to the large number of power semiconductor switches used, therefore to ensure uninterrupted performance and prevent significant damage to these systems during fault, rapid fault detection is essential as an input of fault tolerant system. this paper presents a fault detection method based of fuzzy logic for open circuit faults of a switching device in neutral point clamped inverter systems with rl load, the proposed method is based on measuring the output bridge voltage of the inverter and calculating its average value. the average value of the inverter is applied as input to the fuzzy logic system. the validity of the proposed method is verified through the matlab/simulink environment and the results show the accuracy and fast detection of open switch fault within one fundamental frequency.