【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力电子与电力传动，具体涉及一种开绕组双三电平anpc逆变器、容错控制方法及容错控制下的中点电位平衡控制策略。
技术介绍
1、在新能源汽车、光伏发电或者大功率场合中，开绕组双端级联逆变器都有广泛的应用。开绕组双逆变器结构主要有两类：独立直流母线结构和共直流母线结构，对于共直流母线结构，两个逆变器直接连接，系统中固有存在零序环路进而产生零序环流，这会引起负载电机较大的功率损耗和转矩脉动。而独立直流母线结构由于两个直流电源相互独立，所以其自然的抑制了零序电流。但是对于一些极端的工作场合，系统可能会存在故障情况，对于开绕组双逆变器的故障容错控制技术就显得极为重要。传统的三电平在正常工作场合和故障容错控制下的调制过程一般都采用svpwm方法，这需要判读扇区、计算矢量作用时间，相比较于基于叠加零序分量的基于载波脉宽调制方法、具有计算量大、算法复杂的缺点。另外在三电平逆变器处于正常运行时，可以通过调整两个冗余小矢量的作用时间进而平衡中点电压。但是在故障容错模式下，缺少冗余小矢量，不利于中点电位的平衡。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对上述技术的不足，提供一种具有容错能力的开绕组双三电平anpc逆变器，及可以简化两个三电平逆变器调制过程的一种容错控制方法，以及一种在三电平逆变器容错控制模式下的中点电位平衡控制策略。
2、为实现上述目的，本专利技术提供一种开绕组双三电平anpc逆变器，所述逆变器拓扑结构包括第一逆变器和第二逆变器，第一逆变器和第二逆变器均为有源中点
3、进一步地，所述负载一侧通过三个双向晶闸管与第一逆变器的直流侧电容中点相连接、负载另一侧通过三个双向晶闸管与第二逆变器的直流侧电容中点相连接具体为：
4、双向晶闸管ssr1连接第一逆变器直流侧电容中点o1与a1相桥臂的负载侧，双向晶闸管ssr2连接第一逆变器直流侧电容中点o1与b1相桥臂的负载侧，双向晶闸管ssr3连接第一逆变器直流侧电容中点o1与c1相桥臂的负载侧；双向晶闸管ssr6连接第二逆变器直流侧电容中点o2与a2相桥臂的负载侧，双向晶闸管ssr5连接第二逆变器直流侧电容中点o2与b2相桥臂的负载侧，双向晶闸管ssr4连接第二逆变器直流侧电容中点o2与c2相桥臂的负载侧。
5、还提供一种上述所述开绕组双三电平anpc逆变器的容错控制方法，当第一逆变器或者第二逆变器的任一相桥臂发生故障时，导通故障相桥臂相应的双向晶闸管使得直流侧电容中点与负载相连接，完成拓扑重构实现容错控制；所述第一逆变器的容错控制方法具体如下：
6、1)获取第一逆变器在正常运行时的调制比m，当0<m<0.5时，执行步骤2)；当0.5<m<1时，将m减小至0～0.5后执行步骤2)；
7、2)选择故障相桥臂的调制波并得到叠加的调制波零序分量；
8、调制波零序分量u0x＝-ux，ux为故障相桥臂的调制波，x为a、b或c；
9、3)叠加调制波零序分量得到新的三相调制波；
10、将调制波零序分量叠加到故障逆变器的原始三相调制波上得到新的三相调制波，即
11、
12、所述第二逆变器的容错控制方法与所述第一逆变器的容错控制方法的相同。
13、进一步地，当第一逆变器和第二逆变器的任一相桥臂发生故障时，导通第一逆变器故障相桥臂相应的双向晶闸管使得直流侧电容中点与负载相连接，同时导通第二逆变器故障相桥臂相应的双向晶闸管使得直流侧电容中点与负载相连接，完成拓扑重构实现容错控制；所述第一逆变器容错控制方法具体如下：
14、1)获取第一逆变器正常运行时的调制比m，当0<m<0.5时，执行步骤2)；当0.5<m<1时，将m减小至0～0.5后执行步骤2)；
15、2)选择故障相桥臂的调制波并得到叠加的调制波零序分量；
16、调制波零序分量u0x＝-ux，ux为故障相桥臂的调制波，x为a、b或c；
17、3)叠加调制波零序分量得到新的三相调制波；
18、将调制波零序分量叠加到故障逆变器的原始三相调制波上得到新的三相调制波，即
19、
20、同理，所述第二逆变器的容错控制方法与所述第一逆变器的容错控制方法的相同，第二逆变器的容错控制与第一逆变器的容错控制同时进行。
21、还提供一种如上述所述容错控制下的中点电位平衡控制策略，所述第一逆变器容错控制下的中点电位平衡控制策略具体为：
22、当x为a时，在故障容错控制下，a相桥臂的相位会被嵌位到0状态；理想条件下，在一个载波周期内三相电流引起的电荷量变化q0为：
23、
24、式中，q0为一个载波周期内三相电流引起的电荷量，ia、ib、ic为第一逆变器故障容错后的三相电流，ts为一个载波周期的时间，ua1'、ub1'、uc1'为引入电荷量后对第一逆变器进行限幅的三相调制波；
25、当采用均压策略时，若参考电压在第一逆变器的第一、二、四和五扇区时，则平移c相的调制波；令ub1'＝ub'，式(2)可得：
26、
27、其中，sign()为取整函数；
28、由于直流侧电容偏差引起的电荷量qc由式(4)表示：
29、
30、其中，c为直流侧电容，udc1为直流侧上电容电压，udc2为直流侧下电容电压；
31、令qc＝q0，即式(3)可得式(5)：
32、
33、给定限幅调制波平移最大值△u为：
34、△u＝|udc1-udc2|·0.02 (6)
35、所以当c相平移调制波uc1'时，uc1'需满足式(7)初步平移的范围：
36、[uc'-△u,uc'+△u] (7)
37、若参考电压在第一逆变器的第三和六扇区时，则平移b相的调制波，令uc1'＝uc'，即ub1'的计算与uc1'的计算相同，同时，当b相平移调制波ub1'时，ub1'需满足式(7)初步平移的范围；
38、当x为b或c时，第一逆变器在容错控制下的中点电位平衡控制策略与a相在容错控制下的中点电位平衡控制策略相同，在此不再赘述；
39、且第二逆变器容错控制下的中点电位平衡控制策略与第一逆变器容错控制下的中点电位平衡控制策略相同。
40、进一步地，所述a相故障容错控制下在不同扇区时平移的调制波需满足表1的范围：
41、表1
42、 扇区 调制本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种开绕组双三电平ANPC逆变器，其特征在于：所述逆变器拓扑结构包括第一逆变器和第二逆变器，第一逆变器和第二逆变器均为有源中点嵌位三电平，负载一侧通过三个双向晶闸管与第一逆变器的直流侧电容中点相连接、负载另一侧通过三个双向晶闸管与第二逆变器的直流侧电容中点相连接。
2.根据权利要求1所述开绕组双三电平ANPC逆变器，其特征在于：所述负载一侧通过三个双向晶闸管与第一逆变器的直流侧电容中点相连接、负载另一侧通过三个双向晶闸管与第二逆变器的直流侧电容中点相连接具体为：
3.一种如权利要求1所述开绕组双三电平ANPC逆变器的容错控制方法，当第一逆变器或者第二逆变器的任一相桥臂发生故障时，导通故障相桥臂相应的双向晶闸管使得直流侧电容中点与负载相连接，完成拓扑重构实现容错控制；其特征在于：
4.根据权利要求3所述开绕组双三电平ANPC逆变器的容错控制方法，当第一逆变器和第二逆变器的任一相桥臂发生故障时，导通第一逆变器故障相桥臂相应的双向晶闸管使得直流侧电容中点与负载相连接，同时导通第二逆变器故障相桥臂相应的双向晶闸管使得直流侧电容中点与负载相连接，完成
5.一种如权利要求3所述容错控制下的中点电位平衡控制策略，其特征在于：所述第一逆变器容错控制下的中点电位平衡控制策略具体为：
6.根据权利要求5所述容错控制下的中点电位平衡控制策略，其特征在于：所述a相故障容错控制下在不同扇区时平移的调制波需满足表1的范围：
7.根据权利要求5所述容错控制下的中点电位平衡控制策略，其特征在于：所述第二逆变器容错控制下的中点电位平衡控制策略与所述第一逆变器容错控制下的中点电位平衡控制策略相同，且所述第二逆变器容错控制下的中点电位平衡控制策略与所述第一逆变器容错控制下的中点电位平衡控制策略同时进行。
...【技术特征摘要】
1.一种开绕组双三电平anpc逆变器，其特征在于：所述逆变器拓扑结构包括第一逆变器和第二逆变器，第一逆变器和第二逆变器均为有源中点嵌位三电平，负载一侧通过三个双向晶闸管与第一逆变器的直流侧电容中点相连接、负载另一侧通过三个双向晶闸管与第二逆变器的直流侧电容中点相连接。
2.根据权利要求1所述开绕组双三电平anpc逆变器，其特征在于：所述负载一侧通过三个双向晶闸管与第一逆变器的直流侧电容中点相连接、负载另一侧通过三个双向晶闸管与第二逆变器的直流侧电容中点相连接具体为：
3.一种如权利要求1所述开绕组双三电平anpc逆变器的容错控制方法，当第一逆变器或者第二逆变器的任一相桥臂发生故障时，导通故障相桥臂相应的双向晶闸管使得直流侧电容中点与负载相连接，完成拓扑重构实现容错控制；其特征在于：
4.根据权利要求3所述开绕组双三电平anpc逆变器的容错控制方法，当第一...
【专利技术属性】
技术研发人员：李卫超，周亮，晏明，邓晨，马名中，李文禄，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：发明
国别省市：
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