[发明专利]一种两相容错逆变系统及其控制方法

摘要

本发明公开了一种两相容错逆变系统及其控制方法，两相容错逆变系统逆变电路中有8个功率开关器件V₁‑V₈，其中V₇和V₈用于故障重构。当两相容错逆变系统正常工作时，逆变电路为六开关三相电路，V₇和V₈不用；当逆变电路中的某一相或两相桥臂的功率开关器件发生短路或开路故障时，熔断相应的熔断器，断开故障桥臂，并接通相应的三端双向可控硅开关，利用V₇和V₈重构成正常状态时的逆变电路，以保持系统持续正常运行。本发明能在逆变电路两相同时故障进行重构，提高了容错范围；系统由正常状态切换到故障状态运行时不需要改变故障后的拓扑结构和控制策略，系统可以保持原有的电气性能运行，提高逆变器可靠性。

主权项

1.一种两相容错逆变系统的控制方法，所述两相容错逆变系统包括四个并联的桥臂，每个桥臂包括两个串联的功率开关器件；其中第二～第四桥臂构成三相逆变电路；所述第二桥臂包括依次串联的第一功率开关器件V₁、第一熔断器F₁、第九熔断器F₉、第四熔断器F₄和第四功率开关器件V₄；第三桥臂包括依次串联的第一功率开关器件V₂、第二熔断器F₂、第八熔断器F₈、第五熔断器F₅和第四功率开关器件V₅；第四桥臂包括依次串联的第一功率开关器件V₃、第三熔断器F₃、第七熔断器F₇、第六熔断器F₆和第四功率开关器件V₆；所述三相逆变电路的输出端通过滤波电路与负载连接；第一桥臂包括串联的第七功率开关器件V₇和第八功率开关器件V₈；所述第一桥臂的中点与并联的第一双向开关T_oa、第二双向开关T_ob、第三双向开关T_oc一端连接；所述第一双向开关T_oa另一端接入所述第七熔断器F₇与所述第六熔断器F₆之间；所述第二双向开关T_ob另一端接入所述第二熔断器F₂与所述第八熔断器F₈之间；所述第三双向开关T_oc另一端接入所述第一熔断器F₁与所述第九熔断器F₉之间；第四双向开关T_ac一端接入所述第一熔断器F₁、第九熔断器F₉之间，另一端接入所述第三熔断器F₃、第七熔断器F₇之间；第五双向开关T_bc一端接入第九熔断器F9、第四熔断器F4之间，另一端接入所述第八熔断器F₈、第五熔断器F₅之间；所第六双向开关T_ab一端接入所述第八熔断器F₈、第五熔断器F₅之间，另一端接入所述第七熔断器F₇、第六熔断器F₆之间；其特征在于，该方法主要实现过程如下：当第一功率开关器件V₁发生开路故障，则接通第三双向开关T_oc，利用第七功率开关器件V₇代替故障的第一功率开关器件V₁，并将第一功率开关器件V₁脉冲信号赋给第七功率开关器件V₇，其他脉冲信号不变；当第一功率开关器件V₁发生短路故障，则熔断第一熔断器F₁，其余操作与V₁发生开路故障相同；当第二功率开关器件V₂发生开路故障，则接通第二双向开关T_ob，利用第七功率开关器件V₇代替故障的第二功率开关器件V₂，并将第二功率开关器件V₂脉冲信号赋给第七功率开关器件V₇，其他脉冲信号不变；当第二功率开关器件V₂发生短路故障，则熔断第二熔断器F₂，其余操作与V₂发生开路故障相同；当第三功率开关器件V₃发生开路故障，则接通第一双向开关T_oa，利用第七功率开关器件V₇代替故障的第三功率开关器件第三功率开关器件V₃，并将第三功率开关器件V₃脉冲信号赋给第七功率开关器件V₇，即其他脉冲信号不变；当第三功率开关器件V₃发生短路故障，则熔断第三熔断器F₃，其余操作与V₃发生开路故障相同；当第四功率开关器件V₄发生开路故障，则接通第三双向开关T_oc，利用第七功率开关器件V₇代替故障的第四功率开关器件V₄，并将第四功率开关器件V₄脉冲信号赋给第七功率开关器件V₇，其他脉冲信号不变；当第四功率开关器件V₄发生短路故障，则熔断第四熔断器F₄，其余操作与V₄发生开路故障相同；当第五功率开关器件V₅发生开路故障，则接通第二双向开关T_ob，利用第七功率开关器件V₇代替故障的第五功率开关器件V₅，并将第五功率开关器件V₅脉冲信号赋给第七功率开关器件V₇，其他脉冲信号不变；当第五功率开关器件V₅发生短路故障，则熔断第五熔断器F₅，其余操作与V₅发生开路故障相同；当第六功率开关器件V₆发生开路故障，则接通第一双向开关T_oa，利用第七功率开关器件V₇代替故障的第六功率开关器件V₆，并将第六功率开关器件V₆脉冲信号赋给第七功率开关器件V₇，其他脉冲信号不变；当第六功率开关器件V₆发生短路故障，则熔断第六熔断器F₆，其余操作与V₆发生开路故障相同；当V₁和V₄发生开路故障，接通双向开关T_oc，利用V₇代替故障的V₁，V₈代替故障的V₄，并将V₁脉冲信号赋给V₇，V₄脉冲信号赋给V₈，其他脉冲信号不变；当V₁和V₄发生短路故障，熔断F₁和F₄，其余操作与V₁和V₄发生开路故障相同；当V₂和V₅发生开路故障，接通双向开关T_ob，利用V₇代替故障的V₂，V₈代替故障的V₅，并将V₂脉冲信号赋给V₇，V₅脉冲信号赋给V₈，其他脉冲信号不变；当V₂和V₅发生短路故障，熔断F₂和F₅，其余操作与V₂和V₅发生开路故障相同；当V₃和V₆发生开路故障，接通双向开关T_oa，利用V₇代替故障的V₃，V₈代替故障的V₆，并将V₃脉冲信号赋给V₇，V₆脉冲信号赋给V₈，其他脉冲信号不变；当V₃和V₆发生短路故障，熔断F₃和F₆，其余操作与V₃和V₆发生开路故障相同；当V₁和V₅发生开路故障，熔断F₉，接通双向开关T_bc和T_oc，V₄代替故障的V₅，V₂和V₄重构成一相，利用V₇和V₈重构成一相，并将V₁脉冲信号赋给V₇，V₄脉冲信号赋给V₈，V₅脉冲信号赋给V₄，其他脉冲信号不变；当V₁和V₅发生短路故障，熔断F₁和F₅，其余操作与V₁和V₅发生开路故障相同；当V₂和V₄发生开路故障，熔断F₈，接通双向开关T_bc和T_ob，V₅代替故障的V₄，V₁和V₅重构成一相，利用V₇和V₈重构成一相，并将V₂脉冲信号赋给V₇，V₅脉冲信号赋给V₈，V₄脉冲信号赋给V₅，其他脉冲信号不变；当V₂和V₄发生短路故障，熔断F₂和F₄，其余操作与V₂和V₄发生开路故障相同；当V₂和V₆发生开路故障，熔断F₈，接通双向开关T_ab和T_ob，V₅代替故障的V₆，V₃和V₅重构成一相，利用V₇和V₈重构成一相，并将V₂脉冲信号赋给V₇，V₅脉冲信号赋给V₈，V₆脉冲信号赋给V₅，其他脉冲信号不变；当V₂和V₆发生短路故障，熔断F₂和F₆，其余操作与V₂和V₆发生开路故障相同；当V₃和V₅发生开路故障，熔断F₇，接通双向开关T_ab和T_ob，V₆代替故障的V₅，V₂和V₆重构成一相，利用V₇和V₈重构成一相，并将V₃脉冲信号赋给V₇，V₆脉冲信号赋给V₈，V₅脉冲信号赋给V₆，其他脉冲信号不变；当V₃和V₅发生短路故障，熔断F₃和F₅，其余操作与V₃和V₅发生开路故障相同；当V₁和V₆发生开路故障，熔断F₇，接通双向开关T_ac和T_oa，V₄代替故障的V₆，V₃和V₄重构成一相，利用V₇和V₈重构成一相，并将V₁脉冲信号赋给V₇，V₄脉冲信号赋给V₈，V₄脉冲信号赋给V₆，其他脉冲信号不变；当V₁和V₆发生短路故障，熔断F₁和F₆，其余操作与V₁和V₆发生开路故障相同；当V₃和V₄发生开路故障，熔断F₉，接通双向开关T_ac和T_oc，V₆代替故障的V₄，V₁和V₆重构成一相，利用V₇和V₈重构成一相，并将V₃脉冲信号赋给V₇，V₆脉冲信号赋给V₈，V₄脉冲信号赋给V₆，其他脉冲信号不变；当V₃和V₆发生短路故障，熔断F₃和F₄，其余操作与V₃和V₆发生开路故障相同；没有故障的情况下，快速熔断器F₁‑F₉、6个双向开关T_oa,T_ob,T_oc,T_ab,T_ac,T_bc不动作，不改变原来的脉冲信号。