[发明专利]基于载波比较的三电平NPC逆变器容错控制方法

权利要求书

1.一种基于载波比较的三电平NPC逆变器容错控制方法，其特征在于，定义三相正弦波的最大值、中间值和最小值分别为U_max、U_mid和U_min，零序电压为U₀，所述控制方法通过在30°到150°相角区域令U₀＝-U_max，在210°到330°区域令U₀＝-U_min，在其余区域令U₀＝-U_mid，得到A相单管故障时的三相调制波；通过在150°到270°区域令U₀＝-U_max，在330°到90°区域令U₀＝-U_min，在其余区域令U₀＝-U_mid，得到B相单管故障时的三相调制波；通过在270°到30°区域令U₀＝-U_max，在90°到210°区域令U₀＝-U_min，在其余区域令U₀＝-U_mid，得到C相单管故障时的三相调制波；通过将故障相直接与直流母线中点相连，得到外管短路或内管开路故障时的容错拓扑；基于调制波与载波比较，得到各功率器件的PWM信号；通过以上方法，基于载波比较实现三电平NPC逆变器的容错控制；

三相正弦波定义如下：

上式中，t为时间，f为正弦波频率，M代表正弦波标幺后的幅值，M的最大值限定为0.577；

三相正弦波最大值、中间值和最小值的判定方法如下：

上式中，U_max为三相正弦波的最大值、U_mid为三相正弦波的中间值、U_min为三相正弦波的最小值，U_a为A相正弦波、U_b为B相正弦波、U_c为C相正弦波；

通过将零序电压U₀叠加到三相正弦波上得到三相调制波，即：

上式中，U_am为A相调制波，U_bm为B相调制波，U_cm为C相调制波；

载波为两个幅值、相位、频率和方向相同的三角载波组Carrier_up和Carrier_dn；Carrier_up和Carrier_dn的定义如下：

上式中，f_carr为载波频率，t_carr代表载波时间因子，有0≤t_carr≤1/f_carr；

载波时间因子t_carr的计算方法如下：

t_carr＝t-(int(f_carrt))/f_carr

上式中，int表示数值向下取整，t代表时间。

2.根据权利要求1所述的基于载波比较的三电平NPC逆变器容错控制方法，其特征在于，当三电平NPC逆变器的A相功率器件出现单管短路或开路故障时，所述的零序电压U₀定义如下：

当相角位于30°到150°相角区域，令U₀＝-U_max；当相角位于210°到330°相角区域，令U₀＝-U_min；当相角位于330°到30°或150°到210°相角区域，令U₀＝-U_mid；

将以上零序电压U₀叠加到三相正弦波上得到A相单管故障时的三相调制波。