[发明专利]单相电压源多电平逆变器滞环SVPWM可重构容错控制方法

权利要求书

1.一种单相电压源多电平逆变器滞环SVPWM可重构容错控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、构建单相多电平电压源逆变器；

步骤2、将步骤1构建的逆变器的跟踪误差控制在滞环范围内；

步骤3、当故障发生前非故障状态下的电流跟踪控制算法选取的电压矢量为非故障矢量时，该电压矢量即为逆变器最终输出矢量；当选取的电压矢量为故障矢量时，则需要进行电压矢量替代；

步骤4、进行滞环SVPWM可重构容错控制；根据电流跟踪误差合理选取有效电压矢量，优先选择位置重合的冗余电压矢量进行等效替代；如果没有位置重合的冗余电压矢量，则选择位置和作用效果最接近的其它非故障矢量，控制逆变器实际输出电流的升降，从而跟踪参考电流，实现容错控制。

2.根据权利要求1所述的单相电压源多电平逆变器滞环SVPWM可重构容错控制方法，其特征在于：步骤1所述单相多电平电压源逆变器由2个独立的直流电源和9组功率开关器件T₁-T₉组成；其中，3组开关器件T₅、T₈和T₉采用常用的单相桥式不可控整流模块，并将IGBT置于整流桥直流侧；逆变器开关状态和电压空间矢量见表1，逆变器共有17个开关状态和电压空间矢量，输出3E、2E、E、0、-E、-2E、-3E共7种电平；

表1 逆变器开关状态与电压矢量

其中，u_AB为逆变器输出相电压，E为直流电源电压。

3.根据权利要求2所述的单相电压源多电平逆变器滞环SVPWM可重构容错控制方法，其特征在于：所述步骤2选取逆变器电压矢量将跟踪误差降低到滞环范围内的具体方法为：

首先利用滞环比较确定逆变器电流跟踪误差△i＝i^*-i，其中，i^*为参考电流，i为实际电流；然后通过选取逆变器电压矢量将跟踪误差降低到滞环范围内；

设定三阶滞环宽度分别为h、2h和3h；非故障状态下的电压矢量选取方法见表2；故障状态下，将非故障状态下的电流跟踪控制算法选取的电压矢量进行等效替代，即进行容错控制；

非故障状态下分别选取电压空间矢量V₁、V₄、V₅、V₆、V₁₃、V₁₄和V₁₅来产生3E、2E、E、0、-E、-2E、-3E 7种电平；即每个电平只保留1种逆变器开关状态；此时，开关器件T₆和T₇仅在容错控制时参与工作；

表2 非故障状态下滞环控制方法

跟踪误差	矢量	AB]]>
△i＞3h	15～V17]]>	3E
2h＜△i≤3h	14]]>	2E
h＜△i≤2h	13]]>	E
-h≤△i≤h	6～V12]]>	0
-2h≤△i＜-h	5]]>	-E
-3h≤△i＜-2h	4]]>	-2E
△i＜-3h	1～V3]]>	-3E

当逆变器中的某一个或几个IGBT发生开路故障时，一些电压矢量会受到故障影响，成为故障矢量，如表3所示；

表3 单管开路故障对逆变器的影响

其中“√”表示故障对该电压矢量无影响；“×”表示有影响，即该电压矢量变成故障矢量。