[发明专利]全双向开关型双级矩阵变换器整流级降额容错控制方法

摘要

本发明公开了全双向开关型双级矩阵变换器整流级降额容错控制方法，属于电力电子器件容错控制技术领域。本发明用双向开关单元替代原双级矩阵变换器逆变级中的单向开关管，构成全双向开关型双级矩阵变换器，提出了适用于全双向开关型双级矩阵变换器整流级一个双向开关单元短路、两个同侧双向开关单元开路的容错控制方法。容错控制方法可利用故障特性，通过调整开关切换方式使系统继续运行，简化了双级矩阵变换器的容错策略，降额运行后可保证系统输入输出特性。

主权项

全双向开关型双级矩阵变换器整流级降额容错控制方法，所述全双向开关型双级矩阵变换器中，整流级为由六个双向开关单元组成的三相桥式电路，逆变级为由六个双向开关单元组成的三相桥式电路，每个双向开关单元由两个在发射极相连的单向开关管构成；其特征在于，所述容错控制方法为：当整流级中的一个双向开关单元短路故障时，断开与发生故障的双向开关单元连接在同一直流母线端的其它两个双向开关单元，同时断开与发生故障的双向开关单元同相的另一双向开关单元，利用整流级剩余两个双向开关单元进行开关切换实现容错；根据输入电流综合矢量所处扇区的不同，容错过程在一个调制周期内有三种调制方式：方式一：当构成上述扇区的两个空间矢量所表示的开关状态均为：发生故障的双向开关单元导通，保持整流级、逆变级各开关管驱动信号不变；方式二：当构成上述扇区的两个空间矢量所表示的开关状态均为：与发生故障的双向开关单元同相的另一双向开关单元导通，交换整流级各桥臂上下两个双向开关单元的驱动信号，同时，交换逆变级各桥臂四个开关管的驱动信号，具体为将各桥臂四个开关管自上而下编号为1‑4，其中编号1和4的开关管交换驱动信号，编号2和3的开关管交换驱动信号；方式三：当构成上述扇区的两个空间矢量所表示的开关状态为：其中一个空间矢量需要故障相两个双向开关单元均断开，用除构成上述扇区的两个空间矢量之外的四个空间矢量中距无法实现的空间矢量最近的空间矢量替换无法实现的空间矢量，另一空间矢量保持不变；替换后的空间矢量和保持不变的空间矢量中，其中一个所表示的开关状态为：发生故障的双向开关单元导通，则在该空间矢量作用时，保持整流级、逆变级各开关管驱动信号不变；另一个所表示的开关状态为：与发生故障的双向开关单元同相的另一双向开关单元导通，则在该空间矢量作用时，交换整流级各桥臂上下两个双向开关单元的驱动信号，同时，交换逆变级各桥臂四个开关管的驱动信号，具体为将各桥臂四个开关管自上而下编号为1‑4，其中编号1和4的开关管交换驱动信号，编号2和3的开关管交换驱动信号。