npc三電平逆變器容錯拓撲及其控制研究
摘要:研究了二極管中點鉗位(Neutral point clamped,NPC)三電平逆變器的容錯拓撲及其控制問題,以保證NPC逆變器在發生器件故障時,仍然能夠繼續工作。在基本的NPC逆變器中增加一個不對稱橋臂,并將其中點用雙向可控開關連接到每相負載。為消除輸出相電壓的低次諧波含量,該橋臂采用SPWM控制方法代替傳統的方波控制方法。當檢測到NPC逆變器某相器件出現故障時,控制雙向可控開關將故障相的負載連接到新加入的不對稱橋臂中點。與以前文獻提出的容錯拓撲相比,在獲得相同效果的情況下,提出的拓撲具有使用器件及其驅動電路數量少、電路成本低等優勢。仿真和實驗結果表明,所提出的NPC逆變器容錯拓撲能夠在容錯控制后保持三相平衡工作,同時不降低原電路的輸出功率,電路的可靠性得到很大提高。
關 鍵 詞:二極管中點鉗位;三電平;逆變器;容錯;不對稱橋臂
中圖分類號:TM464 文獻標志碼:A
1引言
多電平技術從20世紀80年代初期發展至今,出現了大量的拓撲結構,主要包括二極管中點鉗位、H橋多電平(Hbridgemultilevel)以及飛跨電容(Flying Capacotior)等幾種類型[1-3]。相對于傳統的兩電平逆變器,多電平逆變器具有輸出電平數增加、更好的諧波頻譜、器件所承受的電壓應力小等優勢,但是由于多電平電路使用了數量較多的開關器件,導致電路的可靠性相應降低,任何一個器件故障都有可能導致整個電路停止工作,甚至會影響到其他電路的安全,造成不可估量的經濟損失[4]。
在某些重要的應用場合,對電路的可靠性要求比較高,甚至要求在出現故障后,仍然希望電路能夠繼續工作[5]。因此,近年來許多學者致力于多電平逆變器的容錯技術研究,其中以NPC逆變器的容錯技術研究較為熱門[6-14]。目前公開發表的主要容錯方法可以分為“三橋臂”和“四橋臂”兩種。
文獻[6-11]采取的是“三橋臂” 容錯方法,即在不增加基本NPC逆變器主電路橋臂的基礎上進行容錯控制,有的利用冗余的電壓矢量進行控制[6-7],或者當某相橋臂出現故障時,把故障相的負載直接連接到直流電壓中心點[8-11],但是這種方法普遍存在容錯后電路需要降額運行的缺點!八橋臂”的方法是在基本NPC逆變器的基礎上,額外增加一個相同結構的橋臂,當電路的某相橋臂出現故障時,用來替換故障相[12-14]。由于采用結構相同的橋臂,因此電路的開關數量和成本都將明顯增加。
相關閱讀:
- ...2013/05/30 17:20·研祥高性能網絡應用平臺產品NPC-8210 在負載均衡系統設備中的應用
- ...· Efinix® 全力驅動AI邊緣計算,成功推出Trion™ T20 FPGA樣品, 同時將產品擴展到二十萬邏輯單元的T200 FPGA
- ...· 英飛凌亮相進博會,引領智慧新生活
- ...· 三電產品開發及測試研討會北汽新能源專場成功舉行
- ...· Manz亞智科技跨入半導體領域 為面板級扇出型封裝提供化學濕制程、涂布及激光應用等生產設備解決方案
- ...· 中電瑞華BITRODE動力電池測試系統順利交付北汽新能源
- ...· 中電瑞華FTF系列電池測試系統中標北京新能源汽車股份有限公司
- ...· 中電瑞華大功率高壓能源反饋式負載系統成功交付中電熊貓
- ...· 中電瑞華國際在電動汽車及關鍵部件測評研討會上演繹先進測評技術
產品快訊更多