级联H桥变换器、开路故障冗余处理方法、介质和设备转让专利
申请号 : CN202110273332.7
文献号 : CN112671253B
文献日 : 2021-06-22
发明人 : 赵楠 , 谢伟 , 郑泽东 , 李驰 , 刘建伟 , 黄旭东
申请人 : 四川华泰电气股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种级联H桥变换器,其特征在于,所述级联H桥变换器包括:多级H桥电路单元,所述多级H桥电路单元通过交流输入端级联并连接到交流供能单元,其中,每一级H桥电路单元包括:H桥电路,通过两个交流输入端接收交流电流,所述H桥电路包括多个开关器件;
监测模块,监测各级H桥电路单元的工作状态;
电流采集单元,用于采集所述多级H桥电路单元的输入电流;以及控制器,被配置为根据各级H桥电路单元的工作状态和所述输入电流,封锁发生故障的H桥电路单元中发生故障的开关器件的驱动脉冲,并控制发生故障的H桥电路单元中正常的开关器件以及未发生故障H桥电路单元中所有的开关器件正常工作;
或者,封锁发生故障的H桥电路单元中发生故障的开关器件的驱动脉冲同时还封锁所述发生故障的开关器件所在的上桥臂的另一开关器件的驱动脉冲,下桥臂所包含的开关器件保持持续导通,并控制未发生故障H桥电路单元中所有的开关器件正常工作;或封锁发生故障的H桥电路单元中发生故障的开关器件的驱动脉冲同时还封锁所述发生故障的开关器件所在的下桥臂的另一开关器件的驱动脉冲,上桥臂保持持续导通,并控制未发生故障H桥电路单元中所有的开关器件正常工作;
并调整各级H桥电路单元的调制波以及各级H桥电路单元之间的载波移相值,以确保各级H桥电路的直流输出端的功率或电压满足预设条件。
2.根据权利要求1所述的级联H桥变换器,其特征在于,所述H桥电路包括:上桥臂,所述上桥臂包括:彼此连接的第一开关器件和第三开关器件,与所述第一开关器件反并联的第一二极管,以及与所述第三开关器件反并联的第三二极管;
下桥臂,通过第一连接点和第二连接点与所述上桥臂串联连接,所述下桥臂包括:彼此连接的第二开关器件和第四开关器件,与所述第二开关器件反并联的第二二极管,以及与所述第四开关器件反并联的第四二极管,所述第一连接点和所述第二连接点分别形成所述两个交流输入端;
其中,所述多级H桥电路单元中的上一级H桥电路的第二连接点连接到下一级H桥电路的第一连接点,所述多级H桥电路单元中的第一级H桥电路单元的H桥电路的第一连接点以及最后一级H桥电路单元的H桥电路的第二连接点分别电连接到所述交流供能单元的两端。
3.根据权利要求2所述的级联H桥变换器,其特征在于,所述级联H桥变换器还包括:旁路开关,连接在所述H桥电路的两个交流输入端之间。
4.一种级联H桥变换器的开路故障冗余处理方法,其特征在于,所述开路故障冗余处理方法通过如权利要求1所述的级联H桥变换器来实现,且所述方法包括以下步骤:S100、通过所述监测模块监测各级H桥电路单元的工作状态;
S200、通过所述电流采集单元采集各级H桥电路单元的输入电流;
S300、所述控制器根据各级H桥电路单元的工作状态和所述输入电流,以封锁发生故障的H桥电路单元中发生故障的开关器件的驱动脉冲,并控制发生故障的H桥电路单元中正常的开关器件以及未发生故障H桥电路单元中所有的开关器件正常工作;
或者,封锁发生故障的H桥电路单元中发生故障的开关器件的驱动脉冲同时还封锁所述发生故障的开关器件所在的上桥臂的另一开关器件的驱动脉冲,下桥臂所包含的开关器件保持持续导通,并控制未发生故障H桥电路单元中所有的开关器件正常工作;或封锁发生故障的H桥电路单元中发生故障的开关器件的驱动脉冲同时还封锁所述发生故障的开关器件所在的下桥臂的另一开关器件驱动脉冲,上桥臂保持持续导通,并控制未发生故障H桥电路单元中所有的开关器件正常工作;
并调整各级H桥电路单元的调制波以及各级联H桥电路单元之间的载波移相值,以确保各级H桥电路的直流输出端的功率或电压满足预设条件。
5.根据权利要求4所述的级联H桥变换器的开路故障冗余处理方法,其特征在于,所述步骤S300包括:
S310、所述控制器根据监测到各级H桥电路单元的工作状态,对所述多级H桥电路单元中各H桥电路单元是否发生故障进行判断,以及对发生故障的H桥电路单元中发生故障的开关器件进行判断;
S320、根据电流采集单元采集到的所述输入电流,对所述输入电流的电流方向判断;
S330、在发生故障的开关器件的数量为一个的情况下,根据所述发生故障的开关器件以及电流方向,封锁发生故障的H桥电路单元中发生故障的开关器件的驱动脉冲,并控制发生故障的H桥电路单元中正常的开关器件以及未发生故障H桥电路单元中所有的开关器件正常工作;或者封锁发生故障的H桥电路单元中发生故障的开关器件的驱动脉冲同时还封锁所述发生故障的开关器件所在的上桥臂的另一开关器件的驱动脉冲,下桥臂所包含的开关器件保持持续导通,并控制未发生故障H桥电路单元中所有的开关器件正常工作;或封锁发生故障的H桥电路单元中发生故障的开关器件的驱动脉冲同时还封锁所述发生故障的开关器件所在的下桥臂的另一开关器件的驱动脉冲,上桥臂保持持续导通,并控制未发生故障H桥电路单元中所有的开关器件正常工作。
6.根据权利要求5所述的级联H桥变换器的开路故障冗余处理方法,其特征在于,所述H桥电路包括:
上桥臂,所述上桥臂包括:彼此连接的第一开关器件和第三开关器件,与所述第一开关器件反并联的第一二极管,以及与所述第三开关器件反并联的第三二极管;
下桥臂,通过第一连接点和第二连接点与所述上桥臂串联连接,所述下桥臂包括:彼此连接的第二开关器件和第四开关器件,与所述第二开关器件反并联的第二二极管,以及与所述第四开关器件反并联的第四二极管,所述第一连接点和所述第二连接点分别形成所述两个交流输入端;
其中,所述多级H桥电路单元中的上一级H桥电路的第二连接点连接到下一级H桥电路的第一连接点,所述多级H桥电路单元中的第一级H桥电路单元的H桥电路的第一连接点以及最后一级H桥电路单元的H桥电路的第二连接点分别电连接到所述交流供能单元的两端;
所述步骤S330包括:
当所述第一开关器件或所述第四开关器件发生故障时,如果所述输入电流大于零,则所述控制器封锁发生故障的H桥电路单元中发生故障的开关器件的驱动脉冲,并控制发生故障的H桥电路单元中正常的开关器件以及未发生故障H桥电路单元中所有的开关器件正常工作;
如果所述输入电流小于零,当所述第一开关器件发生故障时,则所述控制器封锁发生故障的H桥电路单元的上桥臂所包含的开关器件的驱动脉冲,下桥臂所包含的开关器件保持持续导通;当所述第四开关器件发生故障时,则所述控制器封锁发生故障的H桥电路单元的下桥臂所包含的开关器件的驱动脉冲,上桥臂保持持续导通,并控制未发生故障H桥电路单元中所有的开关器件正常工作。
7.根据权利要求5所述的级联H桥变换器的开路故障冗余处理方法,其特征在于,所述H桥电路包括:
上桥臂,所述上桥臂包括:彼此连接的第一开关器件和第三开关器件,与所述第一开关器件反并联的第一二极管,以及与所述第三开关器件反并联的第三二极管;
下桥臂,通过第一连接点和第二连接点与所述上桥臂串联连接,所述下桥臂包括:彼此连接的第二开关器件和第四开关器件,与所述第二开关器件反并联的第二二极管,以及与所述第四开关器件反并联的第四二极管,所述第一连接点和所述第二连接点分别形成所述两个交流输入端;
其中,所述多级H桥电路单元中的上一级H桥电路的第二连接点连接到下一级H桥电路的第一连接点,所述多级H桥电路单元中的第一级H桥电路单元的H桥电路的第一连接点以及最后一级H桥电路单元的H桥电路的第二连接点分别电连接到所述交流供能单元的两端;
所述步骤S330包括:
当所述第二开关器件或所述第三开关器件发生故障时,如果所述输入电流小于零,则所述控制器封锁发生故障的H桥电路单元中发生故障的开关器件的驱动脉冲,并控制发生故障的H桥电路单元中正常的开关器件以及未发生故障H桥电路单元中所有的开关器件正常工作;
如果所述输入电流大于零,当所述第二开关器件发生故障时,封锁发生故障的H桥电路单元的下桥臂所包含的开关器件的驱动脉冲,上桥臂所包含的开关器件保持持续导通;当所述第三开关器件发生故障时,封锁发生故障的H桥电路单元的上桥臂所包含的开关器件的驱动脉冲,下桥臂所包含的开关器件保持持续导通;并控制未发生故障H桥电路单元中所有的开关器件正常工作。
8.根据权利要求5所述的级联H桥变换器的开路故障冗余处理方法,其特征在于,在所述步骤S330中,各级H桥电路单元的调制波通过多级H桥电路单元的总调制波与正常工作的H桥电路单元的数量之比得到,各级H桥电路单元之间的载波移相值为180°/正常工作的H桥电路单元的数量。
9.根据权利要求5所述的级联H桥变换器的开路故障冗余处理方法,其特征在于,所述级联H桥变换器还包括:旁路开关,连接在所述H桥电路的两个交流输入端之间,所述步骤S330还包括:
在H桥电路单元中发生故障的开关器件的数量为至少两个的情况下,所述控制器控制所述旁路开关闭合,以封锁发生故障的H桥电路单元。
10.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质,其特征在于,当所述计算机程序在被处理器执行时实现如权利要求4‑9中任意一项所述的级联H桥变换器的开路故障冗余处理方法。
11.一种计算机设备,其特征在于,所述计算机设备包括:处理器;以及
存储器,存储有计算机程序,当所述计算机程序被处理器执行时,实现如权利要求4‑9中任意一项所述的级联H桥变换器的开路故障冗余处理方法。
说明书 :
级联H桥变换器、开路故障冗余处理方法、介质和设备
技术领域
可读存储介质以及计算机设备。
背景技术
块化等优点,适合应用于高压大功率场合,如高速列车领域、电网领域。
开关器件的开路故障发生。级联H桥由大量的串联模块组成,包含了大量的开关器件,发生
故障的概率也大大高于其余功率变换器。一旦发生开路故障,在适当地牺牲电流质量、不过
调制的情况下,通常会将故障单元切除,剩余单元继续工作。然而,如果级联H桥没有冗余单
元,或者H桥设置的冗余单元已经被占用,则再有开路故障,如果继续减小H桥冗余单元,则
会导致每个单元承担的电压提升,给开关器件带来了额外的电压应力,严重时甚至会进一
步因其器件损坏。因此这种情况下再有开路故障,只能将H桥变换器停机,无法继续工作。
发明内容
生故障情况下稳定运行的级联H桥变换器。又如,本公开的另一目的在于针对发生开路故障
而无法继续运行,提供一种级联H桥变换器开路故障冗余处理方法。
单元包括:H桥电路,通过两个交流输入端接收交流电流,H桥电路包括多个开关器件。监测
模块,监测各级H桥电路单元的工作状态。电流采集单元,用于采集多级H桥电路单元的输入
电流。控制器,被配置为根据各级H桥电路单元的工作状态和输入电流,封锁发生故障的H桥
电路单元或发生故障的开关器件,并调整各级H桥电路单元的调制波以及各级H桥电路单元
之间的载波移相值,以确保各级H桥电路的直流输出端的功率或电压满足预设条件。
各H桥电路单元是否发生故障进行判断,以及对发生故障的H桥电路单元中发生故障的开关
器件进行判断;电流判断模块,与电流采集单元连接,并被配置为根据电流采集单元采集到
的输入电流,对输入电流的电流方向判断;控制模块,从故障判断模块和电流判断模块连
接,并被配置为在发生故障的开关器件的数量为一个的情况下,根据发生故障的开关器件
以及电流方向产生控制信号,以及根据控制信号封锁发生故障的开关器件或发生故障的开
关器件所在的桥臂的驱动脉冲。
器件反并联的第三二极管;下桥臂,通过第一连接点和第二连接点与上桥臂并联连接,下桥
臂包括:彼此串联的第二开关器件和第四开关器件,与第二开关器件反并联的第二二极管,
以及与第四开关器件反并联的第四二极管,第一连接点和第二连接点分别形成两个交流输
入端;其中,多级H桥电路单元中的上一级H桥电路的第二连接点连接到下一级H桥电路的第
一连接点,多级H桥电路单元中的第一级H桥电路单元的H桥电路的第一连接点以及最后一
级H桥电路单元的H桥电路的第二连接点分别电连接到交流供能单元的两端。
故障的开关器件的驱动脉冲,并控制发生故障的H桥电路单元中正常的开关器件以及未发
生故障H桥电路单元中所有的开关器件正常工作。如果输入电流小于零,当第一开关器件发
生故障时,则控制器封锁发生故障的H桥电路单元的上桥臂所包含的开关器件的驱动脉冲,
下桥臂所包含的开关器件保持持续导通;当第四开关器件发生故障时,则控制器封锁发生
故障的H桥电路单元的下桥臂所包含的开关器件的驱动脉冲,上桥臂保持持续导通;并控制
未发生故障H桥电路单元中所有的开关器件正常工作。
故障的开关器件的驱动脉冲,并控制发生故障的H桥电路单元中正常的开关器件以及未发
生故障H桥电路单元中所有的开关器件正常工作。如果输入电流大于零,当第二开关器件发
生故障时,封锁发生故障的H桥电路单元的下桥臂所包含的开关器件的驱动脉冲,上桥臂所
包含的开关器件保持持续导通;当第三开关器件发生故障时,封锁发生故障的H桥电路单元
的上桥臂所包含的开关器件的驱动脉冲,下桥臂所包含的开关器件保持持续导通;并控制
未发生故障H桥电路单元中所有的开关器件正常工作。
路单元的总调制波与正常工作的H桥电路单元的数量之比得到,各级H桥电路单元之间的载
波移相值可为180º/正常工作的H桥电路单元的数量。
件的数量为至少两个的情况下,控制旁路开关闭合,以封锁发生故障的H桥电路单元。
各级H桥电路单元的工作状态;S200、采集各级H桥电路单元的输入电流;S300、根据各级H桥
电路单元的工作状态和输入电流,以封锁发生故障的开关器件或发生故障的开关器件所在
桥臂的驱动脉冲,并调整各级H桥电路单元的调制波以及各级联H桥电路单元之间的载波移
相值,以确保各级H桥电路的直流输出端的功率或电压满足预设条件。
发生故障的H桥电路单元中发生故障的开关器件进行判断;S320、根据电流采集单元采集到
的输入电流,对输入电流的电流方向判断;S330、在发生故障的开关器件的数量为一个的情
况下,根据发生故障的开关器件以及电流方向,封锁发生故障的开关器件或发生故障的开
关器件所在的桥臂的驱动脉冲。
的开关器件的驱动脉冲,并控制发生故障的H桥电路单元中正常的开关器件以及未发生故
障H桥电路单元中所有的开关器件正常工作。如果输入电流小于零,当第一开关器件发生故
障时,则控制器封锁发生故障的H桥电路单元的上桥臂所包含的开关器件的驱动脉冲,下桥
臂所包含的开关器件保持持续导通;当第四开关器件发生故障时,则控制器封锁发生故障
的H桥电路单元的下桥臂所包含的开关器件的驱动脉冲,上桥臂保持持续导通,并控制未发
生故障H桥电路单元中所有的开关器件正常工作。
的开关器件的驱动脉冲,并控制发生故障的H桥电路单元中正常的开关器件以及未发生故
障H桥电路单元中所有的开关器件正常工作。如果输入电流大于零,当第二开关器件发生故
障时,封锁发生故障的H桥电路单元的下桥臂所包含的开关器件的驱动脉冲,上桥臂所包含
的开关器件保持持续导通;当第三开关器件发生故障时,封锁发生故障的H桥电路单元的上
桥臂所包含的开关器件的驱动脉冲,下桥臂所包含的开关器件保持持续导通;并控制未发
生故障H桥电路单元中所有的开关器件正常工作。
电路单元之间的载波移相值可为180º/正常工作的H桥电路单元的数量。
单元。
性实施例。
冗余处理方法。
附图说明
和udcn‑中间直流电压,110‑故障H桥电路单元,200‑监测模块,300‑电流采集单元,400‑控制
器,410‑故障判断模块,420‑电流判断模块,430‑控制模块,440‑调制波计算模块。
具体实施方式
本公开中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例,都属于本公开保护的范围。
因此,在不脱离本公开的教导的情况下,下面讨论的第一元件可以被命名为第二元件。
级H桥电路单元100通过交流输入端级联并连接到交流供能单元,用于对从交流供能单元接
收的交流电流进行整流以产生直流电流,并通过直流输出端输出产生的直流电流。交流供
能单元可以为牵引网,牵引网(traction electric network)专为电力机车或电动车组提
供电力的特殊供电回路。如图1中所示,ug为牵引网侧输入电压,Lg为输入电感,ig为输入电
流。
电流,并通过H桥电路的直流输出端输出产生的直流电流。H桥电路包括多个开关器件(开关
管),例如,H桥电路可以包括四个电力电子开关元件(T1至T4),每个电力电子开关元件可包
括一个可控功率半导体器件(例如,IGBT、Mosfet等)以及一个与该可控功率半导体器件反
并联的保护二极管。
T3反并联的第三二极管。下桥臂可包括:彼此串联的第二开关器件T2和第四开关器件T4,与
第二开关器件T2反并联的第二二极管,以及与第四开关器件T4反并联的第四二极管。
输入端(即,第一交流输入端和第二交流输入端),也就是说,第一连接点Aj连接到第j级H桥
电路单元的第一交流输入端,第二连接点Bj连接到第j级H桥电路单元的第二交流输入端。
如图1中所示,第一级H桥电路单元100所包括的H桥电路的上桥臂与下桥臂之间通过第一连
接点A1和第二连接点B1连接,第一连接点A1和第二连接点B1形成该H桥电路的两个交流输入
端。同样地,第n级H桥电路单元所包括的H桥电路的上桥臂与下桥臂之间通过第一连接点An
和第二连接点Bn连接,第一连接点An和第二连接点Bn形成第n级H桥电路单元所包括的H桥电
路的两个交流输入端。
的第一级H桥电路单元的H桥电路的第一连接点A1以及最后一级(第n级)H桥电路单元的H桥
电路的第二连接点Bn分别电连接到交流供能单元的两端。
电路并联连接。图1中所示的C1、……、Cn分别为为第一级H桥电路单元、……、第n级H桥电路
单元的中间直流电容。udc1、…、udcn为分别为第一级H桥电路单元、……、第n级H桥电路单元
的中间直流电压。
确定发生故障的H桥电路单元和具体发生故障的开关器件,封锁发生故障的H桥电路单元或
发生故障的开关器件,并调整各级H桥电路单元的调制波以及各级H桥电路单元之间的载波
移相值,以确保各级H桥电路的直流输出端的功率或电压满足预设条件。
置为根据监测模块200监测到各级H桥电路单元的工作状态,对多级H桥电路单元中各H桥电
路单元是否发生故障进行判断,以及对发生故障的H桥电路单元中发生故障的开关器件进
行判断。电流判断模块420与电流采集单元300连接,并被配置为根据电流采集单元300采集
到的输入电流,对输入电流的电流方向判断。控制模块430与故障判断模块410和电流判断
模块420连接,并被配置为在发生故障的开关器件的数量为一个的情况下,还可以根据发生
故障的开关器件以及电流方向,封锁发生故障的开关器件或发生故障的开关器件所在的桥
臂的驱动脉冲。调制波计算模块440与控制模块430连接,用于计算各级H桥电路单元的调制
波,各级H桥电路单元的调制波可以通过多级H桥电路单元的总调制波与正常工作的H桥电
路单元的数量之比得到,各级H桥电路单元之间的载波移相值为180º/正常工作的H桥电路
单元的数量。控制模块430可以根据调制波计算模块440的计算结果调整各级H桥电路单元
的调制波以及各级H桥电路单元之间的载波移相值,以确保各级H桥电路的直流输出端的功
率或电压满足预设条件。
件方式来实现。
故障的开关器件的驱动脉冲,并控制发生故障的H桥电路单元中正常的开关器件以及未发
生故障H桥电路单元中所有的开关器件正常工作。
件和第三开关器件)的驱动脉冲,下桥臂所包含的开关器件(即,第二开关器件和第四开关
器件)保持持续导通,也就是说,此时该发生故障的H桥电路单元未参与级联H桥变换器的工
作;当第四开关器件发生故障时,则控制器封锁发生故障的H桥电路单元的下桥臂所包含的
开关器件的驱动脉冲,上桥臂所包含的开关器件保持持续导通,也就是说,此时该发生故障
的H桥电路单元未参与级联H桥变换器的工作。另外,控制器还控制未发生故障H桥电路单元
中所有的开关器件正常工作。
件的IGBT加反向电压,切断基极电流,从而使第一开关器件的IGBT关断,实现封锁第一开关
器件的驱动脉冲,而控制器控制第二开关器件、第三开关器件和第四开关器件的IGBT加PWM
电压,使第二开关器件、第三开关器件和第四开关器件的IGBT具有脉冲宽度变化的脉冲,栅
极电压正负变化,使得开关器件处于不断的开通关断,此为正常工作状态,也就是说,此时
该发生故障的H桥电路单元正常参与级联H桥变换器的工作。当第一级的H桥电路单元的第
一开关器件发生故障,输入电流ig小于零(如图1中ig箭头所指相反的方向)时,控制器会控
制第一开关器件和第三开关器件的IGBT加反向电压,切断基极电流,第一开关器件和第三
开关器件的IGBT均关断,从而实现整个上桥臂的驱动脉冲封锁,而下桥臂所在的第二开关
器件和第四开关器件均加正向电压,提供基极电流,使IGBT导通,从而使下桥臂保持持续导
通,也就是说,此时该发生故障的H桥电路单元未参与级联H桥变换器的工作。
发生故障的开关器件的驱动脉冲,并可控制发生故障的H桥电路单元中正常的开关器件以
及未发生故障H桥电路单元中所有的开关器件正常工作。
含的开关器件(即,第一开关器件和第三开关器件)保持持续导通,也就是说,此时该发生故
障的H桥电路单元未参与级联H桥变换器的工作;当第三开关器件发生故障时,封锁发生故
障的H桥电路单元的上桥臂所包含的开关器件(即,第一开关器件和第三开关器件)的驱动
脉冲,下桥臂所包含的开关器件(即,第二开关器件和第四开关器件)保持持续导通,也就是
说,此时该发生故障的H桥电路单元未参与级联H桥变换器的工作。另外,控制器还控制未发
生故障H桥电路单元中所有的开关器件正常工作。
的H桥电路单元数量,例如,如图1中,某一级H桥电路单元(以下简称故障单元)的第二开关
器件发生故障,在电流大于零(如图1中ig箭头所指的方向)时,故障单元的下桥臂持续导
通,此时该发生故障的H桥电路单元未参与级联H桥变换器的工作,因此载波移相值为180º/
n‑1;在电流小于零(如图1中ig箭头所指相反的方向)时,故障单元除了第二开关器件封锁
驱动脉冲,其余开关器件均正常工作,此时该发生故障的H桥电路单元正常参与级联H桥变
换器的工作,因此载波移相值为180º/n。载波移相值在每个交流周期内都是变化的。
数量之比得到。
路单元中正常的开关器件以及未发生故障H桥电路单元中所有的开关器件均正常工作,按
照双极性调制策略工作,各单元间移相值180º/n,根据得到的单元调制波uconvj进行调制产
生脉冲,这时各级H桥电路单元的调制波uconvj可表示为:
路单元中所有的开关器件正常工作,按照双极性调制策略,各单元间移相值调整为180º/
(n‑x),根据得到的单元调制波uconvj进行调制产生脉冲,各级H桥电路单元的调制波可表示
为:
发生故障H桥电路单元中所有的开关器件均正常工作,按照双极性调制策略工作,各单元间
移相值180º/n,根据得到的单元调制波uconvj进行调制产生脉冲,这时各级H桥电路单元的调
制波uconj可由上式(1)表示。
单元中所有的开关器件正常工作,按照双极性调制策略,各单元间移相值调整为180º/(n‑
x),根据得到的单元调制波uconvj进行调制产生脉冲,各级H桥电路单元的调制波由上式(2)
表示。
于零时,第一级H桥电路单元和第二级H桥电路单元的调制波均为级联H桥变换器的总调制
波/(n‑1),第一级H桥电路单元和第二级H桥电路单元的移相值均为180°/(n‑1)。其他复杂
的多个H桥电路单元出现故障的情形也可就此计算出各级H桥电路单元的调制波和各单元
间移相值。
(未发生故障的H桥电路单元)的调制波,uconvjerr为故障单元的调制波,I为输入电流ig大于
零和级联H桥变换器的总调制波uconverr小于零的区域,II为输入电流ig和级联H桥变换器的
总调制波uconverr均大于零的区域,III为输入电流ig小于零和级联H桥变换器的总调制波
uconverr大于零的区域,IV为输入电流ig和级联H桥变换器的总调制波uconverr均小于零的区
域。当输入电流ig大于零(即图中纵坐标大于零)时,控制器对故障H桥电路单元和正常H桥
电路单元的指令相同,故障H桥电路单元和正常H桥电路单元的所有的开关管均正常工作,
按照双极性调制策略工作,根据得到的单元调制波uconvj进行调制产生脉冲,即uconvj=
uconverr/n ,uconvj为第j级H桥电路单元的调制波,uconverr为级联H桥变换器的总调制波,n为H
桥电路单元的级数数量;当输入电流ig小于零(即图中纵坐标小于零)时,故障单元的调制
波uconvjerr变为零,故障单元开关管不工作,没有发生故障的H桥单元的所有的开关管均正常
工作,根据得到的单元调制波进行调制产生脉冲,即uconvj=uconverr/(n‑1),uconvj为各级H桥电
路单元的调制波,uconverr为级联H桥变换器的总调制波,n为H桥电路单元的总数量。
(未发生故障的H桥电路单元)的调制波,uconvierr为故障单元的调制波,I为输入电流ig大于
零和级联H桥变换器的总调制波uconverr小于零的区域,II为输入电流ig和级联H桥变换器的
总调制波uconverr均大于零的区域,III为输入电流ig小于零和级联H桥变换器的总调制波
uconverr大于零的区域,IV为输入电流ig和级联H桥变换器的总调制波uconverr均小于零的区
域。当输入电流ig小于零(即图中纵坐标小于零)时,控制器对故障H桥电路单元和正常H桥
电路单元的指令相同,故障H桥电路单元和正常H桥电路单元的所有的开关管均正常工作,
按照双极性调制策略工作,根据得到的单元调制波进行调制产生脉冲,即,uconvj为第j级H桥
电路单元的调制波,uconverr为级联H桥变换器的总调制波,n为H桥电路单元的级数数量;当
输入电流ig大于零(即图中纵坐标大于零)时,故障单元的调制波uconvjerr变为零,故障单元
开关管不工作,没有发生故障的H桥单元的所有的开关管均正常工作,根据得到的单元调制
波进行调制产生脉冲,即,uconvj为第j级H桥电路单元的调制波,uconverr为级联H桥变换器的
总调制波,n为H桥电路单元的级数数量。
的移相值为180º/n;当故障H桥电路单元110中的开关器件均不参与工作的时间段内,各H桥
电路单元间的移相值为180º/(n‑1)。
单元100的两个交流输入端之间的开关器件,……,旁路开关tn是连接在第n个H桥电路单元
100的两个交流输入端之间的开关器件。当旁路开关tj闭合时,第j级H桥电路单元的两个交
流输入端导通,从而电流从旁路开关tj所在的支路通过,而不经过第j级H桥电路单元的H桥
电路。当旁路开关tj断开时,第j级H桥电路单元的两个交流输入端断开连接,从而电流从第
j级H桥电路单元的第一交流输入端输入,并从第二交流输入端流向第j+1级H桥电路单元的
第一交流输入端。
该级H桥电路单元退出工作状态,之后即可对该故障H桥电路单元进行维修或者移除。另外,
如果某一级H桥电路单元发生短路故障,此时控制器也会控制旁路开关闭合,之后对故障进
行排除。
步骤:
的开关器件,并调整各级H桥电路单元的调制波以及各级联H桥电路单元之间的载波移相
值,以确保各级H桥电路的直流输出端的功率或电压满足预设条件。
行判断。也可根据电流采集单元采集到的输入电流,对输入电流的电流方向判断。还可根据
发生故障的开关器件以及电流方向,来控制发生故障的H桥电路单元所对应的旁路开关和
发生故障的开关器件的开合,以封锁发生故障的级联H桥电路单元或发生故障的开关器件。
电路单元中正常的开关器件以及未发生故障H桥电路单元中所有的开关器件正常工作;如
果输入电流小于零,则控制器可封锁发生故障的H桥电路单元中所有发生故障的开关器件
的驱动脉冲,并可控制未发生故障H桥电路单元中所有的开关器件正常工作。
电路单元中正常的开关器件以及未发生故障H桥电路单元中所有的开关器件正常工作;如
果输入电流大于零,则控制器可封锁发生故障的H桥电路单元中所有发生故障的开关器件
的驱动脉冲,并可控制未发生故障H桥电路单元中所有的开关器件正常工作。
的数量之比得到。
元的正常的开关管动作,根据得到的单元调制波uconvj进行调制产生脉冲;没有发生故障的H
桥单元的所有的开关管均正常工作,按照双极性调制策略工作,各单元间移相值180º/n,根
据得到的单元调制波uconvj进行调制产生脉冲,调制波uconvj可以由如上的式(1)来表示。
得到的单元调制波uconvj进行调制产生脉冲,调制波uconj可以由如上的式(2)来表示。其中,
故障单元的uconvjerr变为零。
据到的单元调制波uconvj进行调制产生脉冲;没有发生故障的H桥单元的所有的开关管均正
常工作,按照双极性调制策略工作,各单元间移相值180º/n,根据得到的单元调制波uconvj进
行调制产生脉冲,调制波uconvj可以由如上的式(1)来计算。
得到的单元调制波uconvj进行调制产生脉冲,调制波uconvj可以由如上的式(2)来表示。其中,
故障单元的uconvjerr变为零。
短路,从而达到封锁发生故障的H桥电路单元的目的。
可能最大化的利用故障单元传输能量,同时保证正常单元传输的功率不发生改变。在没有
设置额外冗余单元或冗余单元已被使用的情况下,能够有效的继续维持故障下稳定运行。
理器执行时使得处理器执行上述开路故障冗余处理方法,上述处理器和存储器可以被包括
在计算机设备中。
的级联H桥变换器的开路故障冗余处理方法的计算机程序。该计算机可读记录介质是可存
储由计算机系统读出的数据的任意数据存储装置。计算机可读记录介质的示例包括:只读
存储器、随机存取存储器、只读光盘、磁带、软盘、光数据存储装置和载波(诸如经有线或无
线传输路径通过互联网的数据传输)。
执行根据本公开的级联H桥变换器的开路故障冗余处理方法的计算机程序。