一种共母线双端级联式五电平逆变器的容错调制方法

摘要

一种共母线双端级联式五电平逆变器的容错调制方法，将电机的定子绕组打开，定子绕组的两端由两个完全相同的逆变器供电，两个逆变器共用一套直流母线，形成共母线双端级联式五电平拓扑；为保证参考电压矢量轨迹为圆，当开关器件发生短路故障时，逆变器最大输出电压下降为原来的一半，仅使用内六边形可用开关状态合成参考电压矢量，利用坐标系的旋转和标幺化，有效简化五电平调制方法，减少系统控制的硬件需求；利用平衡因子，保证容错控制的前提下，实现中点电位平衡。本发明基于双端级联式五电平逆变器的高容错特性，当开关器件出现故障时，通过重新选择电压矢量实现逆变器的容错运行；针对双端级联式系统提出一种优化的60°调制方法。

主权项

一种共母线双端级联式五电平逆变器的容错调制方法，其特征在于：其步骤为，(1)将电机的定子绕组打开，定子绕组的两端由两个完全相同的逆变器供电，两个逆变器共用一套直流母线，形成共母线双端级联式五电平拓扑；(2)为了保证共母线双端级联式五电平拓扑中逆变器的参考电压矢量轨迹为圆，当逆变器中的某一开关器件发生短路故障时，逆变器最大输出电压下降为原来的一半，使用共母线双端级联式五电平拓扑的内六边形可用开关状态合成参考电压矢量；(3)根据零共模电压矢量分布特点，将传统坐标轴逆时针旋转π/6得到新坐标轴，传统坐标系下逆变器的参考电压矢量，经旋转变换后，得到新坐标系下逆变器的参考电压矢量；(4)对新坐标系下逆变器的参考电压矢量标幺化后，获得标幺化坐标，对标幺化坐标上下取整和比较，得到距离标幺化坐标最近的3个电压矢量，即为3个合成电压矢量，根据3个合成电压矢量和占空比的定义，得到3个合成电压矢量的作用时间；(5)根据步骤(4)所选定的3个合成电压矢量，加入平衡因子，调整步骤(4)得到的3个合成电压矢量的作用时间，实现中点电位平衡；(6)根据步骤(4)得到的3个合成电压矢量及步骤(5)调整得到的作用时间，兼顾逆变器自身状态控制要求，确定与合成电压矢量相对应的输出开关状态及作用顺序，实现逆变器故障后的容错运行。