[发明专利]一种基于维也纳整流器的级联型多电平变换器故障容错控制方法

权利要求书

1.一种基于维也纳整流器的级联型多电平变换器故障容错控制方法，所述级联型多电平变换器采用链式结构，每一相由n个维也纳整流器模块串联组成；单个维也纳整流器模块包含四个开关管、四个二极管和两个电容器，第i个维也纳整流器模块的四个开关管分别标记为Sxi-1-1、Sxi-1-2、Sxi-2-1、Sxi-2-2，四个二极管分别标记为Dxi-1-1、Dxi-1-2、Dxi-2-1、Dxi-2-2，两个电容器分别标记为Cxi-1、Cxi-2；单个维也纳整流器包含六个桥臂，从上到下分别标记为第一桥臂1、第一桥臂2、第二桥臂1、第二桥臂2、第三桥臂1、第三桥臂2，第一桥臂1含二极管Dxi-1-1，第二桥臂1含开关管Sxi-1-1、开关管Sxi-1-2，第三桥臂1含二极管Dxi-1-2，第一桥臂2含二极管Dxi-2-1，第二桥臂2含开关管Sxi-2-1、开关管Sxi-2-2，第三桥臂2含二极管Dxi-2-2；

其特征在于，所述的故障容错控制方法包括：

(1)当维也纳整流器模块开关管发生单管短路故障时，控制方法切换为单管短路容错控制方法：步骤一，重构故障整流器模块等效拓扑；步骤二，故障拓扑进行两电平调制；步骤三，将故障模块电容电压参考值降为原来一半；

(2)当维也纳整流器模块开关管发生单管断路故障时，控制方法切换为单管断路容错控制方法：步骤一，重构故障整流器模块等效拓扑；步骤二，给出脉冲信号让故障拓扑进行不控整流；步骤三，改变故障模块负载功率和故障相非故障模块调制波参考值。

2.根据权利要求1所述的一种基于维也纳整流器的级联型多电平变换器故障容错控制方法，其特征在于，所述的单管短路容错控制方法包括以下步骤：

(1)重构故障整流器模块等效拓扑，将故障相中的故障维也纳整流器模块重构为两电平H桥整流器模块；当开关管Sxi-1-2或Sxi-2-2发生短路故障，重构后的整流器包含第二桥臂1、第二桥臂2、第三桥臂1、第三桥臂2和电容器Cxi-2；当开关管Sxi-1-1或Sxi-2-1发生短路断路故障，重构后的整流器包含第一桥臂1、第一桥臂2、第二桥臂1、第二桥臂2和电容器Cxi-1；

故障相中的非故障维也纳整流器模块拓扑不变，非故障相中的维也纳整流器模块拓扑不变；

(2)不同故障重构后的故障相中的故障维也纳整流器模块根据电流正负周期采用不同的桥臂进行两电平调制，具体为：

当开关管Sxi-1-2或开关管Sxi-2-2发生短路故障，故障开关管始终导通，脉冲信号恒为1，在电流为正时，电流只经过第二桥臂1、以及第二桥臂2或第三桥臂2中的一个，切换第二桥臂2和第三桥臂2进行调制；在电流为负时，电流只经过第二桥臂2、以及第二桥臂1或第三桥臂1中的一个，切换第二桥臂1或第三桥臂1进行调制；

当开关管Sxi-1-1或开关管Sxi-2-1发生短路故障，故障开关管始终导通，脉冲信号恒为1，在电流为正时，电流只经过第一桥臂1或第二桥臂1中的一个、以及第二桥臂2，切换第一桥臂1和第二桥臂1进行调制；在电流为负时，电流只经过第二桥臂1、以及第一桥臂2或第二桥臂2中的一个，切换第一桥臂2和第二桥臂2进行调制；

(3)重构后的故障相中的故障维也纳整流器模块电容电压参考值降为原来的一半，故障相中非故障维也纳整流器模块和非故障相中维也纳整流器模块电容电压参考值均不变。