本发明专利技术提供一种功率单元旁路时的控制装置及方法。该方法包括：检测第一三相输出电信号；计算第一三相输出电信号的第一正序分量和第一负序分量；提供正序分量给定和负序分量给定，对二者分别进行闭环补偿，以输出第二正序分量和第二负序分量；将第二正序分量和第二负序分量相叠加，并以预设调制方式输出第二三相输出电信号。采用本发明专利技术，通过对三相输出电压的负序分量进行闭环补偿，可使级联式逆变器仍能维持输出电压的平衡。此外，本发明专利技术还可对三相输出电信号的正序分量和负序分量分别进行补偿，同样可平衡级联式逆变器的三相输出电信号。相比于现有技术，本发明专利技术不仅可有效利用所有未故障的功率单元，而且输出电压下降较小甚至基本保持不变。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种功率单元旁路时的控制装置及方法。该方法包括：检测第一三相输出电信号；计算第一三相输出电信号的第一正序分量和第一负序分量；提供正序分量给定和负序分量给定，对二者分别进行闭环补偿，以输出第二正序分量和第二负序分量；将第二正序分量和第二负序分量相叠加，并以预设调制方式输出第二三相输出电信号。采用本专利技术，通过对三相输出电压的负序分量进行闭环补偿，可使级联式逆变器仍能维持输出电压的平衡。此外，本专利技术还可对三相输出电信号的正序分量和负序分量分别进行补偿，同样可平衡级联式逆变器的三相输出电信号。相比于现有技术，本专利技术不仅可有效利用所有未故障的功率单元，而且输出电压下降较小甚至基本保持不变。【专利说明】
本专利技术涉及级联式逆变器拓扑架构，尤其涉及该拓扑架构的功率单元旁路时的控制装置和控制方法。
技术介绍
当前，传统的中高压逆变器受功率器件耐压规格的限制，同时为了减小输出电压谐波，往往采用级联式逆变器的拓扑结构。在该拓扑结构中，每一相由若干个耐压值较低的功率单元串联而成，以便承受较高的电压。然而，由于功率单元的数目较多，当一个或多个功率单元出现运行故障时，会降低系统的可靠性。此时，为了保证级联式逆变器整体仍然能够正常运行，需要将发生故障的功率单元旁路，从而依靠其它的功率单元来输出三相电压。与此同时，在故障功率单元被旁路后，需要对原有的控制方法进行调整，因为若不调整指令电压或采用其它措施，输出的三相电压将会出现不平衡。现有技术中，较为常见的解决方式主要有三类，其一是同级旁路，当某一相中的若干功率单元出现故障时，将其它两相中并未发生故障的相对应的功率单元也进行旁路，从而保障每一相上有相同数目的功率单元在工作。但是，该控制方法会牺牲正常工作的功率单元，而且会导致输出电压较大下降。其二是降低指令电压，具体地，降低故障功率单元较少的那一相上的指令电压，以保障每相的输出电压仍然相等。然而，该方法将导致输出电压较大下降，并且每个功率模块的输出功率相差较大且应力不均。其三是中性点漂移方式，即，当某一相的一个或多个功率单元发生故障时，通过改变每相之间的相位差，使输出电压在相电压不平衡时仍然能够保持线电压平衡(因负载上所加载的电压为线电压)。不过，该控制方法需要穷举各相所有可能旁路的功率单元数目的组合，并对每一组合分别离线计算旁路后每相之间的夹角，这会占用控制器大量的存储空间，此外，该控制方法也需对每相分别进行控制，因而不适用于SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation,空间矢量脉宽调制)方式，限制了在变流器矢量控制方面的应用。有鉴于此，如何设计一种级联式逆变器中的功率单元旁路时的控制方法，以有效解决或消除上述控制方式中的缺陷或不足，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。
技术实现思路
针对现有技术中的功率单元旁路时的控制方法所存在的上述缺陷，本专利技术提供了。依据本专利技术的一实施方式，提供了一种功率单元旁路时的控制装置，适于平衡级联逆变器的三相输出电压。该控制装置包括:—检测模组,用于检测一三相输出电压；一计算模组，用于计算所述三相输出电压中的负序分量；一补偿模组，用于提供一负序分量给定，并根据所述负序分量给定对来自所述计算模组的负序分量进行闭环补偿，以输出补偿后的所述负序分量；以及—输出模组,用于将补偿后的所述负序分量与一三相输出电压指令相叠加，并以预设调制方式输出新的三相输出电压。在一实施例中，预设调制方式为一SPWM(SinusoidalPulse Width Modulation,正弦脉宽调制)方式或一 SVPWM (Space Vector Pulse Width Modulation，空间矢量脉宽调制)方式。进一步，当调制方式为SVPWM方式时，所述计算模组还用于对所计算的负序分量进行abc/α β坐标变换，得到两相静止坐标系下的负序分量，所述补偿模组根据所述负序分量给定对两相静止坐标系下的负序分量进行闭环补偿，以输出补偿后的所述负序分量。依据本专利技术的又一实施方式，提供了一种功率单元旁路时的控制方法，适于平衡级联逆变器的三相输出电压。该控制方法包括以下步骤:通过一检测模组检测一第一三相输出电信号；通过一计算模组分别计算该第一三相输出电信号中的一第一正序分量和一第一负序分量；由一补偿模组提供一正序分量给定和一负序分量给定，对所述第一正序分量和所述第一负序分量进行闭环补偿，以输出一第二正序分量和一第二负序分量；将所述第二正序分量和所述第二负序分量相叠加，并以预设调制方式输出一第二三相输出电信号。在一实施例中，预设调制方式为一SPWM(SinusoidalPulse Width Modulation,正弦脉宽调制)方式或一 SVPWM (Space Vector Pulse Width Modulation，空间矢量脉宽调制)方式。进一步，当调制方式为SPWM方式时，所述正序分量给定为三相坐标系下所述第一三相输出电信号的期望值。在一实施例中，当调制方式为SVPWM方式时，该控制方法还包括:对所计算的该第一正序分量和该第一负序分量分别进行abc/α β坐标变换，得到两相静止坐标系下所对应的一第一正序分量静止转置量和一第一负序分量静止转置量从而分别进行闭环补偿。此夕卜，所述正序分量给定为两相静止坐标系下该第一三相输出电信号的期望值。在一实施例中，该控制方法还包括:对所计算的该第一正序分量和该第一负序分量分别进行abc/dq坐标变换，得到两相旋转坐标系下所对应的一第一正序分量旋转转置量和一第一负序分量旋转转置量从而分别进行闭环补偿。在一实施例中，当调制方式为SPWM时，上述叠加步骤还包括:对补偿后的所述第二正序分量和所述第二负序分量分别进行dq/abc坐标变换，以得到三相坐标系下的一第二正序分量转置量和一第二负序分量转置量，并在叠加后输出该第二三相输出电信号。在一实施例中，当调制方式为SVPWM时，上述叠加步骤还包括:对补偿后的所述第二正序分量和所述第二负序分量分别进行dq/α β坐标变换，以得到两相静止坐标系下的一第二正序分量静止转置量和一第二负序分量静止转置量，并在叠加后输出该第二三相输出电信号。在一实施例中，该负序分量给定为零。采用本专利技术的功率单元旁路时的控制装置和方法，通过对三相输出电压中的负序分量进行闭环补偿，可以使级联式逆变器仍能维持输出电压的平衡。此外，本专利技术还可对三相输出电信号(如电压或电流)中的正序分量和负序分量分别进行闭环补偿，并将补偿后的正序分量和负序分量相叠加，同样可平衡级联式逆变器的三相输出电信号。相比于现有技术，本专利技术不仅可有效利用所有未故障的功率单元，而且输出电压下降较小甚至基本保持不变。此外，该控制方法既可适用于SPWM调制方式，也可适用于SVPWM调制方式，因而在变流器矢量控制方面的应用具有良好的兼容性。【专利附图】【附图说明】在参照附图阅读了本专利技术的【具体实施方式】以后，将会更清楚地了解本专利技术的各个方面。在附图中，图1示出现有技术中的级联式逆变器在功率单元旁路时的一控制方法的效果图；图2示出现有技术中的级联式逆变器在功率单元旁路时的另一控制方法的效果图；图3A和图3B示出现有技术中的级联式逆变器采用又一控制方法在不同的功率本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种功率单元旁路时的控制装置，适于平衡级联逆变器的三相输出电压，其特征在于，所述控制装置包括：一检测模组，用于检测一三相输出电压；一计算模组，用于计算所述三相输出电压中的负序分量；一补偿模组，用于提供一负序分量给定，并根据所述负序分量给定对来自所述计算模组的负序分量进行闭环补偿，以输出补偿后的所述负序分量；以及一输出模组，用于将补偿后的所述负序分量与一三相输出电压指令相叠加，并以调制方式输出新的三相输出电压；其中所述调制方式为一SPWM(Sinusoidal?Pulse?Width?Modulation，正弦脉宽调制)方式或一SVPWM(Space?Vector?Pulse?Width?Modulation，空间矢量脉宽调制)方式。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘佳，郎永强，毛宇阳，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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