[發(fā)明專利]具有容錯(cuò)拓?fù)涞腘PC三電平逆變器電路及其控制方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310612235.1
• 申請(qǐng)日: 2013-11-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103607132A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 華容;陳丹江;葉銀忠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): H02M7/487
• 分類號(hào): H02M7/487
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電力控制技術(shù)，特別涉及一種具有容錯(cuò)拓?fù)涞腘PC三電平逆變器電路及其控制方法。

背景技術(shù)

相對(duì)于傳統(tǒng)的兩電平逆變器，多電平逆變器具有輸出電平數(shù)增加、更好的諧波頻譜、器件所承受的電壓應(yīng)力小等優(yōu)勢(shì)，但是由于多電平電路使用了數(shù)量較多的開(kāi)關(guān)器件，導(dǎo)致電路的可靠性相應(yīng)降低，任何一個(gè)器件故障都有可能導(dǎo)致整個(gè)電路停止工作，甚至?xí)绊懙狡渌娐返陌踩斐刹豢晒懒康慕?jīng)濟(jì)損失。

由于在某些重要的應(yīng)用場(chǎng)合，對(duì)電路的可靠性要求比較高，甚至要求在出現(xiàn)故障后，仍然希望電路能夠繼續(xù)工作，因此，目前出現(xiàn)許多多電平逆變器的容錯(cuò)技術(shù)，比如?“三橋臂”和“四橋臂”兩種。“三橋臂”容錯(cuò)方法是在不增加基本NPC逆變器主電路橋臂的基礎(chǔ)上進(jìn)行容錯(cuò)控制。當(dāng)某相橋臂出現(xiàn)故障時(shí)，把故障相的負(fù)載直接連接到直流電壓中心點(diǎn)，但是這種方法普遍存在容錯(cuò)后電路需要降額運(yùn)行的缺點(diǎn)。“四橋臂”的方法就是在基本NPC逆變器的基礎(chǔ)上，額外增加一個(gè)相同結(jié)構(gòu)的橋臂，當(dāng)電路的某相橋臂出現(xiàn)故障時(shí)，用來(lái)替換故障相，由于采用結(jié)構(gòu)相同的橋臂，因此電路的開(kāi)關(guān)數(shù)量和成本都將明顯增加。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是針對(duì)多電平逆變電路容易出現(xiàn)故障的問(wèn)題，提出一種具有容錯(cuò)拓?fù)涞腘PC三電平逆變器電路及其控制方法，該電路能在NPC三電平逆變器某相橋臂發(fā)生器件故障時(shí)仍然能夠繼續(xù)工作，并在容錯(cuò)控制后保持三相平衡工作，不降低電路的輸出功率。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種具有容錯(cuò)拓?fù)涞腘PC三電平逆變器電路，包括NPC三電平逆變器電路、三相負(fù)載、二電平橋臂電路、三組雙向可控常開(kāi)開(kāi)關(guān)、三組雙向可控常閉開(kāi)關(guān)，二電平橋臂電路由串聯(lián)的兩個(gè)功率器件以及并聯(lián)在功率器件的反并二極管組成，二電平橋臂電路并聯(lián)接直流電兩端，二電平橋臂電路串聯(lián)的兩個(gè)功率器件中點(diǎn)通過(guò)三組雙向可控常開(kāi)開(kāi)關(guān)接三相負(fù)載，負(fù)載通過(guò)三組組雙向可控常閉開(kāi)關(guān)接三相逆變電路輸出。

一種具有容錯(cuò)拓?fù)涞腘PC三電平逆變器電路控制方法，包括具有容錯(cuò)拓?fù)涞腘PC三電平逆變器電路，當(dāng)正常工作時(shí)，NPC三電平逆變器電路輸出給三相負(fù)載；當(dāng)三相某橋臂發(fā)生故障時(shí)，控制斷開(kāi)故障相的雙向可控常閉開(kāi)關(guān)，閉合故障相的雙向可控常開(kāi)開(kāi)關(guān)，把原來(lái)連接在故障相的負(fù)載連接到二電平橋臂電路的中點(diǎn)。

所述二電平橋臂電路串聯(lián)的兩個(gè)功率器件的開(kāi)關(guān)信號(hào)互補(bǔ)，一個(gè)開(kāi)通，另一個(gè)就關(guān)斷。當(dāng)三相某橋臂發(fā)生故障時(shí)，二電平橋臂電路采用雙極性SPWM方法控制不對(duì)稱橋臂。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明具有容錯(cuò)拓?fù)涞腘PC三電平逆變器電路及其控制方法，在容錯(cuò)控制后保持三相平衡工作，不降低電路的輸出功率，使NPC三電平逆變器電路可靠性得到提高。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明具有容錯(cuò)拓?fù)涞腘PC三電平逆變器電路框圖；

圖2為NPC三電平逆變器電路圖；?

圖3為本發(fā)明具有容錯(cuò)拓?fù)涞腘PC三電平逆變器的電路圖；?

圖4為本發(fā)明工作狀態(tài)承受電壓示意圖；

圖5為本發(fā)明容錯(cuò)狀態(tài)承受電壓示意圖；

圖6為本發(fā)明容錯(cuò)系統(tǒng)控制方法流程圖；

圖7為本發(fā)明容錯(cuò)時(shí)采用雙極性SPWM控制方法波形圖；

圖8為本發(fā)明容錯(cuò)時(shí)采用雙極性SPWM控制二電平橋臂相電壓波形圖；

圖9為本發(fā)明容錯(cuò)時(shí)采用雙極性SPWM控制二電平橋臂負(fù)載相電壓頻譜圖；

圖10為本發(fā)明正常工作的兩相橋臂相電壓波形圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示具有容錯(cuò)拓?fù)涞腘PC三電平逆變器電路框圖，電路主要包括：NPC三電平逆變器電路1，三相負(fù)載2，二電平橋臂電路3，三組雙向可控常開(kāi)開(kāi)關(guān)4，三組雙向可控常閉開(kāi)關(guān)5。?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????