[發明專利]基于等模補償比的八扇區兩電平PWM整流器容錯控制方法

有效

• 申請號: 201810928040.0
• 申請日: 2018-08-15
• 公開（公告）號: CN109120166B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 馮延暉;秦偉;邱穎寧;黃凱
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219;H02M1/32
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 封睿

本發明公開了一種基于等模補償比的八扇區兩電平PWM整流器容錯控制的方法，根據故障開關管位置確定受故障開關管影響的扇區和故障前后基本電壓矢量的變化；確定各扇區的基本電壓矢量及故障前基本電壓矢量的作用時間；根據受故障開關管影響的扇區、故障基本電壓矢量的變化及故障前基本電壓矢量的作用時間，基于等模補償比的方法調整受故障開關管影響扇區的基本電壓矢量作用時間；根據基本電壓矢量的作用時間和扇區受故障開關管影響的情況確定三相開關管的導通時間；將開關管導通時間與三角載波進行調制，確定開關管PWM脈沖，確定開關管通斷，完成容錯控制。本發明能夠精準地對出現故障的扇區進行補償，對單管故障和同橋臂雙管故障均能實現補償。

技術領域

本發明公開了一種基于等模補償比的八扇區兩電平PWM整流器容錯控制的方法，屬于功率變換與控制領域。

背景技術

隨著電力電子技術的發展，三相PWM整流器具有正弦化的輸入電流、能量雙向流動、可調的直流電壓等特點，在海上風力發電、新能源電動汽車等中、大功率場合領域得到廣泛應用。由于多數情況下整流器需要在惡劣的工業環境下長時間不間斷工作，再加上功率開關管的不可靠性、控制不當等因素，導致整流器故障不可避免。為了避免重大事故和減少故障停機時間，盡可能恢復故障前的性能，必須要對系統進行容錯控制。

現有的三相兩電平PWM整流器容錯方式分為硬件容錯控制和軟件容錯控制兩大類，其中軟件容錯的方式能夠當開關管發生故障時，通過改變系統運行策略和控制參數對故障進行容錯處理，不需要改變系統現有硬件布局和添加冗余部件，僅利用原系統未故障器件就可以最大程度恢復到故障前的運行狀態。申請號為201510277790.2的專利提出了三相橋式PWM整流器的容錯控制方法，通過修正開關模式，對參考壓矢量實現修正，實現整流器的容錯運行，無需額外元件。上述方法并未對故障開關管對每個扇區的影響進行精準的補償，并且在多個故障矢量共同影響的扇區，補償比例并未達到最優，僅研究了單管以及雙管故障。論文《基于NCAV和電路等效替換的PWM整流器容錯控制系統》提出了基于等效電路的PWM整流器的容錯控制方法，該方法也沒有對故障開關管對每個扇區的影響進行精準的補償，并且在多個故障矢量共同影響的扇區，并未進行補償，僅研究了單管故障。論文《一種基于空間矢量控制的整流器容錯控制方法》提出了一種基于空間矢量的整流器容錯控制方法，該方法沒有建立統一的扇區劃分函數，無法實現對多個橋臂開關管故障進行容錯控制，僅研究了a相橋臂的單管故障。

發明內容

本發明的目的在于提供基于等模補償比的八扇區兩電平PWM整流器容錯控制的方法，能夠精準地對開關管故障所影響扇區進行補償，并且對單管故障和同橋臂雙管故障均能實現補償。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種基于等模補償比的八扇區兩電平PWM整流器容錯控制的方法，包括如下步驟：

步驟1、根據計算值N與實際扇區編號之間的關系，進行八扇區的劃分；

步驟2、根據故障開關管位置，確定八個扇區中受故障開關管影響的扇區和故障前后基本電壓矢量的變化；

步驟3、確定各扇區的基本電壓矢量，以及故障前基本電壓矢量的作用時間；

步驟4、根據受故障開關管影響的扇區、故障前后基本電壓矢量的變化及故障前基本電壓矢量的作用時間，基于等模補償比的方法調整受故障開關管影響扇區的基本電壓矢量作用時間；

步驟5、根據故障后基本電壓矢量的作用時間和扇區受故障開關管影響的情況確定三相開關管的導通時間；

步驟6、將開關管導通時間與三角載波進行調制，確定開關管PWM脈沖，確定開關管通斷，完成容錯控制。