吕飞 余凤豪 张松涛 秦福星

（海军蚌埠士官学校机电系，安徽蚌埠 233012）

0 引言

电力电子装置输出电能的容量越来越大、质量越来越好、可靠性越来越高[1]。大容量是电力电子技术未来的主要发展方向，而多电平变换技术成为实现高电压大容量的关键[2]。随着电平数的增多，电路拓扑结构和控制的复杂性增加，使变换装置系统的可靠性降低[3]。

可重构技术广泛应用于微处理器、航空航天以及企业制造等领域[4]。基于多电平电力电子变换装置对可靠性的要求，把可重构技术应用于电力电子变换装置可靠性的提高。

1 改进通用型多电平冗余重构

通用型多电平变换器自身存在冗余资源，当变换器的一部分发生故障时，可以利用冗余资源改变控制方式重构余下部分实现发生故障电路的功能，保证系统正常运行，提高系统可靠性。然而，通用型多电平变换器冗余重构存在局限性。

文献[5]提出了改进通用型多电平拓扑结构。如图1所示。

图1所示拓扑与图1所示拓扑相比，改进通用型增加了一对辅助开关对（Sa1，Da1）（Sa2，Da2）。同时，只保留了靠近直流的飞跨电容。

1.1 单个器件故障时冗余重构

1.1.1 主开关故障

主开关断路：以图1为例，当主开关器件有一个因故障断路时，①输出电平-E、0、E与余下开关状态对应关系如表1所列。如表1可以通过选择另一种开关组合状态，使发生断路的器件处于关断状态来实现期望的输出。②输出电平 2E与余下开关状态对应关系，由发生断路的主开关决定，若Sp1发生断路，则由Dn1和 Sc1、Sc2来代替Sp1，同时Sa1断开；……