秦 伟， 冯延晖， 黄 凯，邱颖宁

(南京理工大学, 江苏 南京 210094)

基于NCAV和电路等效替换的PWM整流器容错控制系统

秦 伟， 冯延晖， 黄 凯，邱颖宁

(南京理工大学, 江苏 南京 210094)

三相脉冲宽度调制(pulse width modulation, PWM)整流器因其具有可控的功率因数、网侧三相电流趋于正弦、直流侧电压稳定等优点，在电机控制、风力发电并网、柔性直流输电和微电网等领域得到广泛应用。为了提高三相PWM整流器可靠性，文中提出了一种PWM整流器容错控制系统，该系统结合了归一化电流平均值(normalised current average value,NCAV)故障检测法和基于电路等效替换的容错方法。该控制系统在功率开关管单管开路故障情况下能够实现故障检测和诊断，并进行快速的容错控制，从而减少单管开路故障对系统造成的影响，改善故障下三相电流波形，减小输出电压纹波，提升系统的整体性能和可靠性。通过仿真验证了该控制系统的有效性。

整流器；开路故障；故障诊断；容错控制

0 引言

三相电压型脉冲宽度调制(pulse width modulation, PWM)整流器(voltage source rectifier, VSR)具有输入电流正弦性好、单位功率因数运行、能量双向流动、谐波含量低等特性，在电机控制、风力发电系统、柔性直流输电领域应用广泛。这也使得三相VSR成为了电能变换领域和电力电子技术中具有重要意义的研究对象[1,2]，其可靠性问题是当前研究的重点。为了有效地提高三相VSR的可靠性，针对功率开关管故障的变流器故障诊断技术和容错控制技术已经成为国内外学者研究的热点[3-6]。文献[7]提出了一种归一电流法，该方法能够有效地检测出整流器中开关管的故障，但对于系统发生故障后如何有效降低故障对系统的影响并没有做深入研究。……