有源箝位三电平变换器器件开路故障研究.pdf

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1、第50卷第4期电力电子技术V01．50．No．42O16年4月PowerElectronicsApr．2016有源箝位三电平变换器器件开路故障研究戴鹏，岳悦，石祥龙，公铮(中国矿业大学，信息与电气工程学院，江苏徐州221008)摘要：近年来，多电平变换器在高压大功率领域得到广泛应用，然而其中较多的开关器件增大了系统故障概率，降低了系统可靠性。因此在变换器运行过程中，及时诊断开路或短路故障并采取相应的容错控制对于多电平变换器非常重要。针对有源中点箝位(ANPC)三电平变换器提出一种有效的器件开路故障诊断方

2、法。该方法只需检测输出的相电压、相电流和开关状态，进而根据三者之间的关系诊断出故障，并发出故障信号；对故障信号进行多次检测后，执行容错控制算法。该方法具有反应时间短、诊断精确度高、容错效果好、实施成本低等优势。最后，通过仿真和实验验证了该方法的正确性和有效性。关键词：变换器；故障诊断；有源中点箝位中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000—100X(2016)04-0025—03ResearchonOpen．circuitSwitchFaultsinThree—levelActive．NPCC

3、onvertersDAIPeng，YUEYue，SHIXiang—long，GONGZheng(ChinaUniversityofMiningTechnology，Xuzhou221008，China)Abstract：Inrecentyears，multilevelconvertembecomemoreandmorepopularinhigh-voltageandhigh-powerappli—cations．However，thelargenumberofswitchingdevicesinmult

4、ilevelconvertemmaycausetheincreasingoffailureprobability，andthendecreasethereliabilityofthesystem．Thus，itisveryimportanttodetectopen-circuitorshort-circuitswitchfaultsimmediatelyforthefault-tolerantduringtheoperation．Thispaperproposesanefectivediagnosism

5、ethodandappliedittoactiveneutral—point-clamped(ANPC)three-levelconvertertopologywhichisbasedoncol·leetinginformationofphasevoltages，phasecurrentsandswitchingstates．Accordingtotheinformation，faultswitchingdevicescanbeconfirmedandsentthefaultsignals．Thenth

6、erelativefault-torentwillbecarriedout．Themethodbringsadvantagesasshorterreactiontime，higherprecision，betterfault-torrentandlowercost．Atlast，simulationandexperimentresultsverifiedthecorectnessandefectiveness．Keywords：converter；fault-diagnosis；activeneutra

7、l-point-clampedFoundationProject：SupportedbyTheGraduateStudentResearchandInnovationProgramofJiangsuProvince(No．KYLX_1384，SJLX_0631)1引言针对上述问题，在此提出一种快速简单易实现的故障诊断方法。该方法对单个功率器件发生多电平变换器由于开关器件数量增多。降低开路故障进行检测，只需测得ANPC三电平变换了电路的可靠性，故障概率也因此增大【卜。当拓器的三相相电压、相电流及开关状态，

8、计算简单且扑发生开路故障时。会导致输出波形发生畸变和每相只需要6个传感器，降低了成本，并且能在及直流侧电压不平衡【剞，为保证功率器件正常工作，时发现故障器件后发出信号，迅速采取容错控制。应及时诊断出故障器件并采取相应的容错控制。需要注意。此处发生开路故障的开关器件指IGBT目前国内外学者针对三电平变换器功率器件开路及其反并联的二极管同时开路。故障做出大量研究【s。文献【8—9]分别采用多神经网络和基于交流侧PWM电压和电流的极性来判2ANP