npc三電平逆變器容錯(cuò)拓?fù)浼捌淇刂蒲芯?/h1>

2015年02月14日15:09:07 本網(wǎng)站我要評論(2)字號：T | T | T

摘要：研究了二極管中點(diǎn)鉗位（Neutral point clamped，NPC）三電平逆變器的容錯(cuò)拓?fù)浼?span style="line-height:1.5;">其控制問題，以保證NPC逆變器在發(fā)生器件故障時(shí)，仍然能夠繼續(xù)工作。在基本的NPC逆變器中增加一個(gè)不對稱橋臂，并將其中點(diǎn)用雙向可控開關(guān)連接到每相負(fù)載。為消除輸出相電壓的低次諧波含量，該橋臂采用SPWM控制方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的方波控制方法。當(dāng)檢測到NPC逆變器某相器件出現(xiàn)故障時(shí)，控制雙向可控開關(guān)將故障相的負(fù)載連接到新加入的不對稱橋臂中點(diǎn)。與以前文獻(xiàn)提出的容錯(cuò)拓?fù)湎啾�，在獲得相同效果的情況下，提出的拓?fù)渚哂惺褂闷骷捌?/span>驅(qū)動(dòng)電路數(shù)量少、電路成本低等優(yōu)勢。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所提出的NPC逆變器容錯(cuò)拓?fù)?/span>能夠在容錯(cuò)控制后保持三相平衡工作，同時(shí)不降低原電路的輸出功率，電路的可靠性得到很大提高。

關(guān)　鍵　詞：二極管中點(diǎn)鉗位；三電平；逆變器；容錯(cuò)；不對稱橋臂

中圖分類號：ＴＭ４６４　　　　　文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ

１引言

多電平技術(shù)從20世紀(jì)80年代初期發(fā)展至今，出現(xiàn)了大量的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，主要包括二極管中點(diǎn)鉗位、H橋多電平（Hbridgemultilevel）以及飛跨電容（Flying Capacotior）等幾種類型［1-3］。相對于傳統(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，但是由于多電平電路使用了數(shù)量較多的開關(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?/span>到其他電路的安全，造成不可估量的經(jīng)濟(jì)損失［4］。

在某些重要的應(yīng)用場合，對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［5］。因此，近年來許多學(xué)者致力于多電平逆變器的容錯(cuò)技術(shù)研究，其中以NPC逆變器的容錯(cuò)技術(shù)研究較為熱門［6-14］。目前公開發(fā)表的主要容錯(cuò)方法可以分為“三橋臂”和“四橋臂”兩種。

文獻(xiàn)［6-11］采取的是“三橋臂” 容錯(cuò)方法，即在不增加基本NPC逆變器主電路橋臂的基礎(chǔ)上進(jìn)行容錯(cuò)控制，有的利用冗余的電壓矢量進(jìn)行控制［6-7］，或者當(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)［8-11］，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)�！八�橋臂”的方法是在基本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)，用來替換故障相［12-14］。由于采用結(jié)構(gòu)相同的橋臂，因此電路的開關(guān)數(shù)量和成本都將明顯增加。

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