[发明专利]一种三相-单相矩阵变换器的容错控制方法

权利要求书

1.一种三相-单相矩阵变换器的容错控制方法，该矩阵变换器由九个双向开关构成3*3开关矩阵，电源通过a相、b相和c相三个输入端供电，输出侧有三个输出端：A相输出端、B相输出端和C相输出端，A相输出端串联快速熔断器后经双向晶闸管与电源中性线相连，A相输出端串联快速熔断器后连接输出滤波电路一端，B相输出端串联快速熔断器后连接补偿电感的一端，C相输出端串联快速熔断器后连接补偿电感的另一端和输出滤波电路的另一端；

三相-单相矩阵变换器在正常工作时，双向晶闸管处于阻断状态，A、C相对单相负载供电，B、C相间的补偿电感对脉动功率进行解耦控制；发生短路故障时，快速熔断器熔断，使对应相开关桥臂被隔离，发生开路故障时，控制器对该桥臂进行脉冲封锁从而实现故障相隔离，其特征在于：

容错控制工况下，根据故障相不同，主电路根据三种模态进行拓扑重构：A相故障时，由电源中性线和C端连接负载，补偿电感进行脉动功率补偿；B相故障时，补偿电感退出运行，输出负载接于A、C两个输出端；C相故障时，输出负载与补偿电感串联接于A、B两个输出端间，电感进行电流补偿；在三种模态下，三个输出相的开关管占空比控制算法为：

其中，d_n1、d_n2分别为两种不同电压关系下的A、B、C三个输出相开关的占空比，V_max为三相输入电压最高值，V_mid为三相输入电压中间值，V_min为三相输入电压最小值，为A、B、C三个输出相对应的指令电压。

2.根据权利要求1所述的容错控制方法，每个输出相开关管的占空比控制算法表达式中，其对应的输出相指令电压的计算根据三种模态分为以下步骤：

步骤1：当A相故障时，输出相接于电源中性线与C相间，此时C相指令电压为：其中，U_o为输出电压有效值，ω_o为输出电压角频率，补偿电感用于对输出相进行功率解耦，B相指令电压为：其中，L_c为补偿电感，Z_o为输出负载阻抗，为输出负载阻抗角；

步骤2：当B相故障时，输出相接于A、C相间，A相指令电压为：C相指令电压为：

步骤3：当C相故障时，输出负载与补偿电感串联于A、B相间，此时A相指令电压为：B相指令电压为：