[发明专利]一种级联型变流器n+1故障冗余控制方法

摘要

本发明公开了一种级联型变流器n+1故障冗余控制方法，它包括以下步骤：步骤一，首先基于UPF四象限H桥整流器的直流电压电容进行均衡控制；步骤二，对n+1故障冗余进行控制；步骤三，旁路故障后对CPS-SPWM开关的调整，因此，对剩余n个非故障单元的CPS-SPWM开关调制作出相应的调整，即按照n级联单元数生成触发脉冲。本发明能够有效地提高各功率单元的直流侧电压利用率，降低功率器件的开关损耗、duldt以及故障率。

主权项

一种级联型变流器n+1故障冗余控制方法，它包括以下步骤：步骤一，首先基于UPF四象限H桥整流器的直流电压电容进行均衡控制：各单元H桥整流器通过隔离变压器Ti连接交流电源母线，其中交流侧滤波电感Lri用来满足整流器单位功率因数整流及滤波功能要求，i＝1，2，......、n，当电容电压上升时，控制H桥四象限整流器处于UPF逆变状态，将电容能量快速反馈交流电网，电容放电，当电容电压下降时，控制整流器处于UPF整流状态，吸收交流电网能量并对电容充电；步骤二，对n+1故障冗余进行控制：设功率单元满额运行时直流侧的电压为Udc，当正常运行时，各单元n/(n+1)额定容量工作，对应的直流侧的电压参考值为nUdc/(n+1)，当检测到某相中某一功率单元发生故障时，控制系统发出控制命令旁路该故障单元，同时，调节该相中其他n个非故障单元直流参考电压值，通过UPF整流控制将直流侧电压稳定在Udc；步骤三，旁路故障后对CPS‑SPWM开关的调整：首先，级联H桥型DSTATCOM的CPS‑SPWM脉冲生成时序，取级联单元N＝5，IX1、IX2、IX3、IX4分别为各功率单元左桥臂上、下和右桥臂上、下IGBT开关器件，X＝1......5；Udc代表各单元直流侧电压，各功率单元载波Vrx，x＝1......5相互错开的时间为Ts＝Tc/2N，其中Tc为载波周期，载波Vrx的相位与Vrx’相差180°，分别用来形成功率单元x的Ix1和Ix4的触发脉冲，us为SPWM调制波；在tn时刻时刻，n＝1......10，tk+1＝Ts为一个周期采样调制波us，生成SPWM触发脉冲Px1和Px4，分别对应触发Ix1和Ix4，Ix2和Ix3的触发脉冲Px2、Px3分别与Px1和Px4相反，在实际中加死区延时，x＝1......5，设n+1级联装置的载波频率1/Tc，采样周期为Ts，则Ts＝Tc/2(n+1)，当某相中某一功率单元发生故障而被旁路后，如果仍然按照故障前n+1级联单元数生成触发脉冲，则装置输出电压由于只由n个单元输出电压叠加而成，谐波含量将会增加，因此，对剩余n个非故障单元的CPS‑SPWM开关调制作出相应的调整，即按照n级联单元数生成触发脉冲。