[發(fā)明專利]一種基于IGBT子模塊的MMC回路結構及開路故障診斷方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010568371.5
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111781484A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設計）人: 劉澤浩;肖嵐;張津楊;許子龍;陳磐
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26;G01R31/54;G01R1/30
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 徐激波

1.一種基于IGBT子模塊的MMC回路結構，其特征在于，所述MMC回路結構由若干組相橋臂組成；所述相橋臂包括上橋臂和下橋臂，所述上橋臂和下橋臂經由電感串聯連接；所述相橋臂包括若干級聯在一起的IGBT子模塊；所述IGBT子模塊為半橋拓撲結構，包括IGBT開關管Q₁、Q₂；所述IGBT開關管Q₁與二極管D₁反向并聯；IGBT開關管Q₂與二極管D₂反向并聯，二者構成半橋拓撲結構；所述半橋拓撲結構與電容并聯構成IGBT子模塊。

2.一種基于權利要求1所述MMC回路結構的IGBT開路故障診斷方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1、對相橋臂的橋臂電流信號i_brg(t)、所有子模塊的電容電流信號i_{cap_i}(t)與開關狀態(tài)信號S_i進行采樣；定義計數值Count[i]，初始值為0；當滿足如下條件(1)或條件(2)時：

(1)S_i＝1i_{cap_i}(t)＝0

(2)S_i＝0i_{cap_i}(t)＝i_brg(t)

其中，S_i＝1表示子模塊上IGBT導通下IGBT關斷，S_i＝0表示子模塊上IGBT關斷下IGBT導通；則啟動事件觸發(fā)程序，對符合上述(1)或(2)狀態(tài)的事件進行計數，計數值Count[i]加1；

在時間段T_s內，當事件觸發(fā)程序連續(xù)觸發(fā)并Count[i]大于預設閾值N時，則判斷MMC回路結構出現IGBT開路故障；

步驟S2、判斷MMC回路結構出現IGBT開路故障時，根據開關狀態(tài)信號S_i邏輯值進行故障子模塊定位與故障IGBT定位；具體地：

步驟S2.1、根據當前時刻的開關狀態(tài)信號S_i對故障子模塊定位；對發(fā)生故障子模塊的驅動信號的信號通路進行判定，根據故障子模塊的開關狀態(tài)信號S_i中的i值判定具體故障子模塊的位置；

步驟S2.2、通過信號S_i確定開關管故障位置，當S_i＝1時，則第i個子模塊中開關管Q₁開路故障；當S_i＝0時，則第i個子模塊中開關管Q₂開路故障。

3.根據權利要求2所述的一種基于MMC回路結構的IGBT開路故障診斷方法，其特征在于，所述步驟S1中預設閾值取值范圍為20-50。