[发明专利]一种基于IGBT子模块的MMC回路结构及开路故障诊断方法

权利要求书

1.一种基于IGBT子模块的MMC回路结构，其特征在于，所述MMC回路结构由若干组相桥臂组成；所述相桥臂包括上桥臂和下桥臂，所述上桥臂和下桥臂经由电感串联连接；所述相桥臂包括若干级联在一起的IGBT子模块；所述IGBT子模块为半桥拓扑结构，包括IGBT开关管Q₁、Q₂；所述IGBT开关管Q₁与二极管D₁反向并联；IGBT开关管Q₂与二极管D₂反向并联，二者构成半桥拓扑结构；所述半桥拓扑结构与电容并联构成IGBT子模块。

2.一种基于权利要求1所述MMC回路结构的IGBT开路故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、对相桥臂的桥臂电流信号i_brg(t)、所有子模块的电容电流信号i_{cap_i}(t)与开关状态信号S_i进行采样；定义计数值Count[i]，初始值为0；当满足如下条件(1)或条件(2)时：

(1)S_i＝1i_{cap_i}(t)＝0

(2)S_i＝0i_{cap_i}(t)＝i_brg(t)

其中，S_i＝1表示子模块上IGBT导通下IGBT关断，S_i＝0表示子模块上IGBT关断下IGBT导通；则启动事件触发程序，对符合上述(1)或(2)状态的事件进行计数，计数值Count[i]加1；

在时间段T_s内，当事件触发程序连续触发并Count[i]大于预设阈值N时，则判断MMC回路结构出现IGBT开路故障；

步骤S2、判断MMC回路结构出现IGBT开路故障时，根据开关状态信号S_i逻辑值进行故障子模块定位与故障IGBT定位；具体地：

步骤S2.1、根据当前时刻的开关状态信号S_i对故障子模块定位；对发生故障子模块的驱动信号的信号通路进行判定，根据故障子模块的开关状态信号S_i中的i值判定具体故障子模块的位置；

步骤S2.2、通过信号S_i确定开关管故障位置，当S_i＝1时，则第i个子模块中开关管Q₁开路故障；当S_i＝0时，则第i个子模块中开关管Q₂开路故障。

3.根据权利要求2所述的一种基于MMC回路结构的IGBT开路故障诊断方法，其特征在于，所述步骤S1中预设阈值取值范围为20-50。