第
6
期
电
源学
报
2013
年
11
月
Joumal
of
Power Supply
No.6
Nov.2013
间接矩阵变换器供电电励磁同步电动机直接转
矩控制
(DTC)
容错运行技术
周扬忠,程明
(东南大学电气工程学院,江苏南京
210096)
摘要:间接矩阵变换器具有无直流滤波电容、控制策略简洁等优点,获得广泛研究;为了提高其供屯的电机驱动
系统可靠性及满足不间断运行需要,需要驱动系统具有容错运行功能。文中研究了一种间接矩阵交换器逆变级三相
四开关供电电励磁同步电动机直接转矩控制
(DTC)
容错运行技术。分析研究了间接矩.阵变换器容错运行的网侧整
流级两种控制策略;结合网侧控制策略对逆变级输出电压矢量进行详细推导。仿真和实验结果证明了控制策略的可
行性。
关键词:间接矩阵变换器;二相四开关;直接转矩控制;容错运行
中图分类号
:TM35
文献标志码
:A
文章编号
:2095-2805(2013)06-0009-08
引言
电力电子变换器是由电力电子器件按照一定
电路拓扑构成的装置。由于电力电子器件有时会发
生故障如短路或断路阻碍系统运行。其故障会产
生不同的现象,电路中电压、电流等量相对于正常
运行情况会有变化。当任何故障发生时系统必须诊
断其故障,并对其拓扑及控制策略进行改进,实现
容错重构及容错运行。文献
[1]
对异步电动机驱动系
统讨论了其容错运行研究采用空间矢量调制控制
策略对两相四开关和三相四开关逆变器系统进行
实验研究。文献
[2]
对采用直接转矩控制技术的异步
电机驱动系统进行了四开关两相运行和四开关三
相运行两种容错方案研究并对两种容错方案的特
点进行了分析比较。文献
[3]
对永磁同步电动机直接
转短控制系统的三相四开关容错运行进行研究。文
献
[4]
基于三相一两相矩阵变换器的三端输出拓扑
结构提出了一种空间矢量调制策略。文献
[5]
对直接
收稿日期
:2013-09-18
基金项目:中国博士后科学基金
(2013M541583)
;江苏省博士后科研
资助计划(l
3010
1O
A)
作者简介:周扬忠(l
971-)
,男,博士,副教授,硕士生导师,研究方向
为现代调速系统、新能源发电系统,
Email:zhty_75313@sin
a.
co
咀;程明
(19
60-),男,教授,悔士生导师,I
ETFellow
和
IEEE
高级会员,主要从事电动车驱动控制技术、新能源发电技术、
微特电机及测控系统等研究
.Email:mchen
g@
se
u.
ed
u.
cn.
型矩阵变换器供电异步电动机驱动系统容错运行
后重构研究,将直接型矩阵变换器等效为间接矩阵
变换器,整流级采用等效的
PWM
控制,逆变级采用
空间矢量调制,并说明这种方法也适用于间接矩阵
变换器驱动系统。目前,还比较少有文献研究间接
矩阵变换器的容错方案。本文研究了一种间接矩阵
变换器逆变级三相四开关供电电励磁同步电动机
直接转矩控制容错运行技术。
1
间接矩阵变换器供电
DTC
系统容错
1.
1
容错拓扑
间接矩阵变换器逆变级三相四开关系统容错
拓扑如图
1
所示(以
A
相桥臂功率管开路故障为
例)。电机每相绕组通过一个双向晶闸管
TRn
与网
侧电源中性点相连。正常工作日才,晶闸管均断开,当
系统检测到逆变级开关开路故障时,将其互补开关
断开,触发相应的双向晶闸管导通。
本文对间接矩阵变换器容错整流级分析了两
种控制策略,即等效控制和六波控制,并对其性能
进行比较。
1.
2
等效控制
当系统容错运行时,通过控制整流级的开关状