雙三電平逆變器容錯(cuò)控制策略研究.pdf

1、電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)在礦井提升機(jī)、電動(dòng)汽車等行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用，其可靠性直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。但調(diào)速系統(tǒng)中的變流器及其驅(qū)動(dòng)電路較容易發(fā)生故障，其可靠性問題始終無(wú)法有效解決。雙三電平逆變器具有輸出電壓等級(jí)高，輸出電平數(shù)較多，以及容錯(cuò)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，本文以雙三電平逆變器拓?fù)錇檠芯繉?duì)象，對(duì)其容錯(cuò)控制、中點(diǎn)電位平衡、死區(qū)補(bǔ)償、共模電壓抑制、矢量控制等方面內(nèi)容進(jìn)行了深入研究。
　　本文分析雙三電平逆變器拓?fù)鋼Q流情況，根據(jù)開關(guān)器件的不同導(dǎo)通關(guān)斷

2、組合歸納出五種不同的輸出狀態(tài)；求解空間電壓矢量表達(dá)式，繪出空間電壓矢量圖；探討死區(qū)效應(yīng)和死區(qū)補(bǔ)償，給出時(shí)間補(bǔ)償和電壓補(bǔ)償兩種具體補(bǔ)償方法；分析開繞組電機(jī)數(shù)學(xué)模型及矢量控制原理，給出矢量控制基本框圖。
　　針對(duì)任意開關(guān)器件開路，本文采用一種線電壓坐標(biāo)系容錯(cuò)算法，該算法使用不產(chǎn)生零序電壓和共模電壓的零共模電壓矢量，通過調(diào)整平衡因子實(shí)現(xiàn)中點(diǎn)電位平衡，由于故障時(shí)開關(guān)器件導(dǎo)通順序不具備正常運(yùn)行時(shí)的對(duì)稱性，本文改變故障時(shí)開關(guān)器件導(dǎo)通規(guī)則，使之

3、滿足容錯(cuò)運(yùn)行要求。針對(duì)任意橋臂故障，本文采用一種雙三電平逆變器共母線容錯(cuò)拓?fù)?，在開繞組電機(jī)各繞組與直流側(cè)中點(diǎn)之間連接6個(gè)雙向晶閘管，當(dāng)逆變器任意一個(gè)橋臂短路或開路故障時(shí)，切除該橋臂，利用60°坐標(biāo)系容錯(cuò)算法使系統(tǒng)容錯(cuò)運(yùn)行。上述故障時(shí)，雙三電平逆變器最大輸出電壓下降為正常運(yùn)行時(shí)一半。通過仿真對(duì)線電壓坐標(biāo)系容錯(cuò)算法和60°坐標(biāo)系容錯(cuò)算法進(jìn)行驗(yàn)證，仿真結(jié)果證明了容錯(cuò)算法和死區(qū)補(bǔ)償方法的正確性。
　　針對(duì)雙三電平逆變器獨(dú)立母線拓?fù)?，改進(jìn)任

4、意一側(cè)逆變器故障容錯(cuò)拓?fù)?，使系統(tǒng)從正常運(yùn)行迅速切換至容錯(cuò)運(yùn)行。將雙向晶閘管引入獨(dú)立母線拓?fù)洌谷我怆p橋臂故障時(shí)系統(tǒng)仍能降額運(yùn)行，與單純切除一側(cè)逆變器的方法相比，本方法可實(shí)現(xiàn)兩逆變器同時(shí)故障時(shí)的容錯(cuò)運(yùn)行，擴(kuò)大了容錯(cuò)范圍。雙三電平逆變器獨(dú)立母線容錯(cuò)拓?fù)渫瑯舆m用單橋臂故障，此時(shí)，容錯(cuò)時(shí)額定轉(zhuǎn)速達(dá)到原額定轉(zhuǎn)速的3/4，可應(yīng)用于對(duì)轉(zhuǎn)速要求較高的場(chǎng)合。
　　基于雙三電平逆變器拓?fù)鋵?shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)本文所提容錯(cuò)控制策略進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。證明了容錯(cuò)控制策略