多电平级联H桥逆变器3N+1冗余容错策略的研究

为减小IGBT故障对多电平级联H桥(CHB)逆变器运行稳定性的影响,提高级联APF系统的故障容错能力,提出多电平CHB逆变器开路故障检测与3N+1冗余容错策略。该方案在单相故障情况下不改变系统控制策略,降低控制的复杂度,保障逆变器的输出并且保持线电压和负载的对称。该容错拓扑成本低、操作便利,可提高多电平逆变器的可靠性。仿真和实验结果证明该容错方案的合理性和切换的快速性。

CHB逆变器3N+1与SVM容错切换

多电平逆变器的开关器件一旦发生故障,会造成输出电压不对称,系统运行负担加剧等不良影响。将3N+1冗余和空间矢量调制(SVM)应用于多电平级联H桥(CHB)逆变器实现开关故障的容错控制,平衡故障引起的直流偏移,稳定逆变器的运行。根据不同开关故障类型的无效空间矢量分布,判断是否需要插入冗余单元以及冗余单元是否发挥直流电压的作用,再选择有效开关状态控制开关器件的通断平衡线电压和负载电压。提出的方案能够提高故障CHB逆变器的最大输出电压和可靠性。仿真和实验结果验证了提出的容错策略的有效性。