[發(fā)明專利]基于扇區(qū)緩沖的兩電平PWM整流器容錯(cuò)控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810928516.0
• 申請(qǐng)日: 2018-08-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109120167B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮延暉;秦偉;邱穎寧;黃凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M7/219
• 分類號(hào): H02M7/219;H02M1/32
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 封睿

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于扇區(qū)緩沖的兩電平PWM整流器容錯(cuò)控制方法，選擇扇區(qū)劃分方式進(jìn)行扇區(qū)劃分；確定故障開(kāi)關(guān)管對(duì)各扇區(qū)的影響及故障前后基本電壓矢量的變化；確定各扇區(qū)的基本電壓矢量，以及故障前基本電壓矢量的作用時(shí)間；選擇參考電壓旋轉(zhuǎn)矢量從故障扇區(qū)過(guò)渡到正常扇區(qū)的正常扇區(qū)為緩沖扇區(qū)；調(diào)整受故障開(kāi)關(guān)管影響扇區(qū)和緩沖扇區(qū)的基本電壓矢量作用時(shí)間；確定三相開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間，將開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間與三角載波進(jìn)行調(diào)制，確定開(kāi)關(guān)管PWM脈沖，確定開(kāi)關(guān)管通斷，完成緩沖容錯(cuò)控制。本發(fā)明能夠?qū)﹂_(kāi)關(guān)管故障所影響扇區(qū)進(jìn)行精準(zhǔn)補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)，通過(guò)扇區(qū)緩沖的方法進(jìn)一步降低故障開(kāi)關(guān)管帶來(lái)的負(fù)面影響，對(duì)單管故障、雙管故障、均能提高容錯(cuò)控制效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于扇區(qū)緩沖的兩電平PWM整流器容錯(cuò)控制方法，屬于功率變換與控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，三相兩電平PWM整流器具有正弦化的輸入電流、能量雙向流動(dòng)、可調(diào)的直流電壓，在海上風(fēng)力發(fā)電、新能源電動(dòng)汽車(chē)等中、大功率場(chǎng)合領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。由于多數(shù)情況下整流器需要在惡劣的工業(yè)環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間不間斷工作，再加上功率開(kāi)關(guān)管的不可靠性、控制不當(dāng)?shù)纫蛩?，?dǎo)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(jī)時(shí)間，盡可能恢復(fù)故障前的性能，必須要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行容錯(cuò)控制。

現(xiàn)有的三相兩電平PWM整流器容錯(cuò)方式分為硬件容錯(cuò)控制和軟件容錯(cuò)控制兩大類。軟件容錯(cuò)的方式能夠當(dāng)開(kāi)關(guān)管發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)改變系統(tǒng)運(yùn)行策略和控制參數(shù)，對(duì)故障進(jìn)行容錯(cuò)處理，不需要改變系統(tǒng)現(xiàn)有硬件布局和添加冗余部件，利用原系統(tǒng)未故障器件最大程度恢復(fù)到故障前的運(yùn)行狀態(tài)。中國(guó)專利 201510277790.2提出了三相橋式PWM整流器的容錯(cuò)控制方法，通過(guò)修正開(kāi)關(guān)模式，對(duì)參考?jí)菏噶繉?shí)現(xiàn)修正，實(shí)現(xiàn)整流器的容錯(cuò)運(yùn)行。上述方法并未針對(duì)故障開(kāi)關(guān)管對(duì)每個(gè)扇區(qū)的影響進(jìn)行精準(zhǔn)的補(bǔ)償，在不受開(kāi)關(guān)管故障的扇區(qū)也進(jìn)行了補(bǔ)償，屬于過(guò)補(bǔ)償。論文《基于NCAV和電路等效替換的PWM整流器容錯(cuò)控制系統(tǒng)》提出了基于等效電路的PWM整流器的容錯(cuò)控制方法，該方法也沒(méi)有針對(duì)故障開(kāi)關(guān)管對(duì)每個(gè)扇區(qū)的影響進(jìn)行精準(zhǔn)的補(bǔ)償，并且在多個(gè)故障矢量共同影響的扇區(qū)，并未進(jìn)行補(bǔ)償，屬于欠補(bǔ)償。論文《一種基于空間矢量控制的整流器容錯(cuò)控制方法》提出了一種基于空間矢量的整流器容錯(cuò)控制方法，該方法沒(méi)有建立統(tǒng)一的扇區(qū)劃分函數(shù)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)橋臂開(kāi)關(guān)管故障進(jìn)行容錯(cuò)控制，雖然可以實(shí)現(xiàn)單個(gè)開(kāi)關(guān)管精確補(bǔ)償，但未考慮故障開(kāi)關(guān)管對(duì)系統(tǒng)的負(fù)面影響，容錯(cuò)控制的效果不是最佳。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于扇區(qū)緩沖的兩電平PWM整流器容錯(cuò)控制方法，能夠?qū)﹂_(kāi)關(guān)管故障所影響扇區(qū)進(jìn)行精準(zhǔn)補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)，通過(guò)扇區(qū)緩沖的方法進(jìn)一步降低故障開(kāi)關(guān)管帶來(lái)的負(fù)面影響，對(duì)單管故障、雙管故障、均能提高容錯(cuò)控制效果。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種基于扇區(qū)緩沖的兩電平PWM整流器容錯(cuò)控制方法，包括如下步驟：

步驟1、選擇扇區(qū)劃分方式進(jìn)行扇區(qū)劃分；

步驟2、根據(jù)故障開(kāi)關(guān)管的位置，確定故障開(kāi)關(guān)管對(duì)各扇區(qū)的影響及故障前后基本電壓矢量的變化；

步驟3、確定各扇區(qū)的基本電壓矢量，以及故障前基本電壓矢量的作用時(shí)間；

步驟4、選擇參考電壓旋轉(zhuǎn)矢量從故障扇區(qū)過(guò)渡到正常扇區(qū)的正常扇區(qū)為緩沖扇區(qū)；

步驟5、根據(jù)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(shí)間，調(diào)整受故障開(kāi)關(guān)管影響扇區(qū)和緩沖扇區(qū)的基本電壓矢量作用時(shí)間；

步驟6、根據(jù)基本電壓矢量的作用時(shí)間和扇區(qū)類型，確定三相開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間；

步驟7、將開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間與三角載波進(jìn)行調(diào)制，確定開(kāi)關(guān)管PWM脈沖，確定開(kāi)關(guān)管通斷，完成緩沖容錯(cuò)控制。