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1、中性点移位在级联型逆变器单元故障处理中的应用及优化王旭 徐彬 臧义 东北大学摘要：介绍了基于中性点移位原理的级联H桥型逆变器故障处理方式，与传统的故障处理方式相比，这种处理方法能够利用所有的非故障单元，增加输出电压幅值。但是仅进行中性点移位处理，会导致输出电压低次谐波成分增加；提出了适合中性点移位原理的载波相移参数调整方法，分别对三相输出进行优化处理，输出电压的谐波含量与故障前一致。实验结果验证了该方法的正确性。关键词：级联H桥 多电平逆变器 单元故障 中性点移位 谐波分析Application and Optimization of Neutral Shifting in Cell-faul
2、t Treatment for Cascaded H-bridge Inverter Wang Xu Xu Bin Zang YiAbstract:Based on neutral shifting control method forcell-fault treatment of cascaded H-bridge inverter, the output voltage is increased than traditional control method. The voltages are balanced but distorted with some low order harmo
3、nic if some parameters are not adjusted properly. An optimized method suitable for harmonic cancellation is proposed for neutral shifting based control method under cell-fault conditions. The experimental results verify the validity of the proposed method.Keywords: cascaded H-bridges multilevel inve
4、rter cell fault neutral shift harmonic analysis讲1 沈 引浙言拦级联抚H桥颈型多识电平齿逆变喂器可肯以采女用故雄障单采元旁赵路的掩方法饰来提织高系宰统的茂可靠累性，曾因而珠在重辛要的雁中高厕压大极功率霜交流蝴电机身调速惰系统晚中得逐到了怕广泛醒的应丢用旺1圆-2月仓。当阔逆变愉器某蜜故障涛单元放被旁巧路时摧，需遍要采建取特毛殊的硬控制阔策略旺，以用保证堆电机区获得盆三相姨对称踪的电侦压。何传统栗的控匠制方灾法是荒把另悼外两只相上虚与故把障单榆元相您对应决的非佣故障卫单元孤也进备行旁幕路处右理，渡主电液路每做相保适持相哲同的乎单元盈数，完从而栋保证
5、预三相对输出阶相电飞压幅龙值相逼同，纲对称击降容告运行杠。这喂种方斜法是更可行筐的，胸但是茅部分壤非故压障单奋元的刑输出稍能力搜没能跑得到芽充分姜利用翁渠2-掀3势裙。文制献令4壮中提鞠出了煎基于苹中性绒点移蓬位肆原理送的所故障痛处理阳方法许，可叨以在紧仅旁砍路故矩障单券元的傲情况衬下获树得最浙大的殃对称赴线电捆压。按但是随故障遣后稳仅进纽行中萌性点解移位茧而不届对其傻它调顶制参聋数进际行优屯化的回话，怜会导原致耀系统核输出帐电压奇的足低次戴谐波炊成分姨大幅心增加侧，严折重时评会影裂响系激统的保稳定教运行奸。罗为此唱，本卵文提拾出了闻相应摩的优甲化措宫施，挂在中本性点亏移位习的同说时，联适当止
6、调整铲相关吩的调饿制艘参数芒，裁优化剩故障鸦后级肉联系季统的渡输出烫，使餐其谐警波特献性与嘱故障拘前保悠持一瑞致锋。试并验结亚果验遍证了脏这种陡优化彼方式纠在故尺障处茧理中怒的锹正确触性比。匪2 铅 中奏性点叶移位养原理燥在级兼联型鬼逆变邻器故忆障处贤理中好的应些用吨中性蜡点慢移位饿是利杀用逆白变器县的中烘性点熄是浮查动的掌，且洋不连枯接到殊负载贵中点障（例裤如三尽相电滤机）屑，因汤此逆喊变器羊中性秀点可钢以偏盒离负滨载中最点。纸尽管起逆变除器输君出三纯相相阵电压僵不平复衡，展但通拐过调巩整相滑电压券的相傅位可眯以得术到三奇相平负衡的秆负载调线电著压。茅这样愚的调午整方富式，既相当样于故违障后
7、衬在各敌相剩瞒余单宏元输箩出的瓶不对面称电凉压上总共同轨叠加唱一个猴零序住分量舟，以坚合成笛三相村对称粘的线抖电压搅。由巾于两晕个中雷点不赴直接己连接善，因挎此该联线电扰压在甲负载玻上可飞以产天生对却称的窄负载誓相电水压，昆从而逝保证徒负载辱的稳崇定运屑行。找图1笑为中贫性点顺移位权工作司原理叫示意幼图状。新图1无忌中性峡点移宫位原旱理示周意图奇图念1中椅的流虚线咽三角劫形表骨示故伯障前存相、灶线电侦压间部关系狡；在袍发生卵故障漆后，朱各相共剩余者的单锡元数剑用臂N陵A阿、愁N撤B盐、膏N锋C锅表示南，该电值正宝比于参各相构能够简提供隔的电蚁压值究，通轧过适街当调标整这疑三相获电压赖中性慎点形
8、O冤的位导置，昌即可打得到煎三相每对称杯的线捷电压排，此肠时逆脏变器存电压搂的中局点位努置为笛O末，感O还相对祝于偶O柜点的临移位启电压孝为元v耽n赤。兴A陶相与凳另外瘦两相刃的相假位角睡不再来是1养20睛，拐分别拐为箭吗b陶和昆此c副，此责时相浴、线见电压旅间的啊关系养以实跌线表嗽示。膊设室R贯为图错中三熔角形折外接壶圆的译半径道，国表示拿中性煮点移曾位后付等效瞎相电矿压的咐幅值调。用昏N牛A战，烦N路B谨，争N伟C步与等伟边三饺角形叉三边匹可以赶构造悬出骗3稍个不痛规则桂的小辞三角举形，唯这易3组个三景角形费面积伯之和表与等塌边三架角形稍面积陡相同宰，因饿此可用以求律出援R粗值。刮通过飞运
9、算替，即界可得鼻到各端种故猜障状脂态下嫌中性鼠点移失位掠参数羞的表搭达式色愿(1岗)诵体(2赴)外(3位)习(4但)叠(5绘)鞋(6漏)粉这些没参数疤可用芦在故轻障后奋的控挣制策诱略中陶，爷如距参数援酷n恳和秤v碧n拉适用后于载窑波调滴制。赖6单载元级透联系滔统采随用中援性点滑移位柿在筋N寻f肥个单纲元故怖障后验的相等关参酸数如颠表1将所示粉。表滤中列肉出了睬故障煌后输丽出电思压能敞够维韵持在因额定袍电压兰80晌%以疤上的线各种骂容错钻情况膨，检N良AB俱C片/3殖N辉表示宿剩余牌的非干故障桃单元免总数皆占所吃有单茅元的陶比例裁。暖V取n青和盼V说c纷分别寻表示的故障等后采徐用中吼性点栽移位及
10、法和胁传统韵方法授的最曲大输黎出能针力。它表1虾捉不同露故障祥状态盐下的肌中性尚点移漠位参湿数狭N忍f协N码A谜, 吧N心B膝, 灿N阅C弓(巧N丹AB轨C逝/3粉N运)臂/%椒践b孤/寄(掘)楚脚c拜/唱(拉)标V挖n鹊/%蒸V卸c易/%鬼0睁6,葵6,秤6参10舟0加12轨0抱12奉0轰10幅0容10淋0镰1撇5,刮6,富6漆94低.4领12胖5.铺4星12捡5.坦4胁94若.2煎83慈.3娘2棚6,停5,留5迷88右.9登11岸3.邻1纺11秩3.体1柿88炭.5岩66闻.7雾4,末6,液6扁13旧0.女5计13陡0.印5签87镰.8歪3鸟5,菜5,机5坝83悼.3烧12宜0途12众0配
11、83蝴.3残50书4,山5,捎6秒14势2寸.8喇11希5.云8猜82找.1罪3,疫6,返6浓13臣5.储5目13猪5.众5锅80资.9执可见纽故障麦单元沃总数沾为3厌时，寺中性去点移膜位法向仍能联够得拖到与汁传统京方式愈首次离容错罩类似酿的效琴果。奔3 穷 中于性点担移位千故障择处理健方式耻的优贝化家在单韵元发言生故户障被顺旁路书后，教理论咱上通桑过改牲变差润补调共制方紫法中纠各相莫参考可波的抖相位娃角厉蜘，即椒可实魔现级金联逆混变器牧的中肥性点虎偏移西，得胆到对榴称的存线电腊压。虎但是养具体酸实现婚中，市针对躲不同者的调睬制方唇式，师如果前其它挺参数荐不进接行适栏当调判整的斑话，坊得到董的
12、线替电压旗只是炉幅值愧上相莫等，涂输出质谐波慧将会储增加竭，甚饭至电徐压幅纤值也辣不能穴够达筑到完别全平郑衡。田当采愁用载届波相抖移调杨制时蝴，如摆果故移障单喂元旁恼路后突不调绪整故谈障相族非故辣障单子元间斤载波鼠相移品角度插抖，会蜻导致任输出太波形始有效滨值减们少，拒低次赤谐波诚增加夕。因值此该材参数屑必须努进行属调整慨。在喷传统微故障字处理逝中由两于三口相对决称，剖故障汗后据可以射不必繁调整骡载频就比。真但中勤性点笼移位吨后三周相结猎构上你不对飞称，圾载频吸比不艰调整槽的话锋，三售相相灯电压撑虽然易均不呼含低蜻次谐黎波，龄但高临次谐杰波频贴带出战现的纹位置腰不同忧，会拼导致五线电来压中竞出
13、现会两处报高次凑谐波喉频带齐，谐匹波含被量增趋加。蛙因此被，必典须对总载频劝比进眯行调拣整，丙保持敲三相留线电甜压高禁次谐胶波频辽带位文置一环致。易因此鬼，对笑基于盼中性平点移削位原工理进捕行故撇障处释理的寇方法工，在唱处理铸单元之故障只后，丰为了透得到弹较为棕理想洒的输欺出，脖需要泳进行起调整坚的参咳数如都下：报1)晴调整处正弦后参考么波相埋位。急调整餐的原鸭则参临照第材2串节的欠公式盛；敏对于疮6僚单元下级联辞系统巡，可伍参考沉表1皱。规调整来的目汽的是兼为了寒得到系对称唉的线弄电压课输出在。张2)下调整商载波奏相移辞角度鸡。喂在故满障后醉每相吊串联鸦的幼(罗N寇洗N式f掏)览个H度桥载制
14、波相里位依渠次相凡移的屋角度幼盲应调衬整为粘示慨抢布岛轧(7幸)饼当每司相故屈障单粮元数吓目不刃同时语，各故相载岁波相坑移的正角度叔也各祝不相葡同。浇茎f哄表示揉故障榜相载荣波相搭移角锅度。析3)变增加事故障蚀相载谈频比断或减呢少非世故障孤相载掌频比泻。茅故障踢后调省整载摩频比硬的目洁的是闪维持顾三相远输出柴电压术的高目次谐爸波频没带位币置尽怒量都范与故璃障前资一致史。由牢于会胳出现离三相凳故障石数目忆不同猪的情倍况，壮因此申调整漆的最胀终目像的是宁要使欺各相鸦的高孟次谐刘波频苏带义虎k架=2么览N应轻k庙c县宋歌0赵保持口一致等，排即：妥身斧(8羡)短衔钟承雾粥拐(9例)记实现鞠这一探目的隔
15、需要洪增加晌故障扛数较皆多相休的载温频比苦，其装中越k廊cf掠A化，握k例cf筒B薯，富k抄cf怀C锤分别初表示推A哄，写B希，阴C疮相故真障后睛的载卧频比表。网按照睛以上霞原则跑，结什合中掏性点吼移位介原理捐，用恶调整执后的描参数铲控制勾故障忆后的暗级联蚂系统休，可雕以消斧除输叨出电曲压中槐的低沃次谐龙波，责维持岂良好伐的输缸出特够性。穴4 阻 实那验分某析陷为了拦验证断前面程提出什的调普整原阿则，阻对飘A患相一盒单元银故障钉后的尊6育单元饱级联牧系统勾进行陪了实汤验分症析。翻系统翼正常迟工作迎时采迎用载牵波相嫁移差拾补调迁制方逆式，楚故障口后利存用中蚁性点神移位旷原理穗进行三故障携处理撤，下粗面分倍别对鉴采用盲优化糊措施柱前后坊进行浮比较哗分析辽。垂A划相一熄单元湖故障辅后测昌得的细三相献相电堵压波共形如烂图亏2a鼠所示均，由湿于一纽个单循元故降障后俭最大椅输出凳能力达为故哈障前你的9遍4%蜓，采言用恒怀压频帝比控沙制，况此时将对应槐的频例率为弦47咱Hz基，倘k戴c见=1费5。蛋故障乡后仅浪参考腿波相之位按脱照中碌性点踪移位锈原理百进行田了适墨当调歇整，搜参考悲波相健位变般化参茶数在掠表1饲中已懒经给倡出，雪B植，录C己相与笔A生相的雅相位吉差题脉b柱和涌移c貌从故宁障前催的1证20骨调谊整为狂12贞5.瞧4以；可漂以看蜂出故繁障相狠输出角波形毯质
