一種基于igct的三電平電路的故障解決方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及三電平電路故障解決技術領域，特別是涉及一種基于IGCT的三電平電路的故障解決方法。
【背景技術】
[0002]隨著社會發(fā)展的需要，變頻器在現代生活中已經得到了廣泛的應用?，F有技術中，變頻器出現故障后，通常通過封鎖變頻器中逆變電路中的所有開關器件的控制脈沖來進行保護，這種方法在兩電平變頻器中得到了廣泛的應用，并被證明穩(wěn)定可靠。然而在二極管中點箝位三電平IGCT(Integrated Gate Commutated Thyristors，集成門極換流晶閘管)變頻器中，對于三電平IGCT變頻器中的直流電壓過壓、輸入輸出電流過流、門驅電源故障或者IGCT故障等均通過封鎖所有IGCT的控制脈沖來進行系統(tǒng)保護的話，就很有可能會出現同一半橋兩個開關器件關斷實際不同時，從而導致單個開關器件承受全橋電壓而損壞的情況。
[0003]請參照圖1，圖1為本發(fā)明提供的一種基于IGCT的三電平相橋臂電路拓撲圖，圖中，其中Vl—V4為IGCT，DI—D4為反并聯二極管，D5、D6為中點箝位二極管，Ls 1、Rs 1、Cs I以及D7構成上半橋吸收電路，Ls2、Rs2、Cs2以及D8為下半橋吸收電路。IGCT以及FRD為壓接式半導體器件，在故障情況下表現為短路狀態(tài)，IGCT在故障時有故障反饋信號給控制器。
[0004]為了避免出現封鎖脈沖時出現單個IGCT承受全橋電壓而損壞的情況，現有技術中的解決方法是在脈沖封鎖時增加了一段時間的零電平過渡脈沖[0，I, 1,0]過渡脈沖來解決。這個方法本質上還是對變頻器所有的嚴重故障全部進行封鎖控制脈沖的方式來處理，但由于IGCT元件損壞后處于短路狀態(tài)的特點，某些故障情況下采取以上封鎖所有脈沖的方法將使故障進一步擴大，對變頻器造成更嚴重的損壞。
[0005]因此，如何提供一種安全可靠的基于IGCT的三電平電路的故障解決方法是本領域技術人員目前需要解決的問題。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種基于IGCT的三電平電路的故障解決方法，當IGCT出現關斷損壞故障后，保持該故障IGCT所在相逆變電路的控制脈沖不變，避免了由于IGCT故障短路后造成的三電平電路短路，提高了基于IGCT的三電平電路的安全可靠性。
[0007]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種基于IGCT的三電平電路的故障解決方法，應用于變頻器，所述變頻器包括整流電路、三相逆變電路以及所述整流電路和三相逆變電路之間的支撐電容，其中，所述三相逆變電路中，每相逆變電路均包括從直流輸入電源正極到直流輸入電源負極之間依次連接的第一 IGCT、第二 IGCT、第三IGCT以及第四IGCTJi于每相逆變電路，該方法包括:
[0008]步驟slOl:獲取所述第一 IGCT、第二 IGCT、第三IGCT以及第四IGCT的狀態(tài)參數；
[0009]步驟sl02:依據所述狀態(tài)參數判斷所述第一 IGCT或者所述第四IGCT是否出現關斷損壞故障；
[0010]步驟S103:當所述第一 IGCT或者所述第四IGCT出現關斷損壞故障時，相對應地保持所述第一 IGCT或者所述第四IGCT所在相逆變電路的控制脈沖不變；
[0011]步驟S104:斷開所述變頻器的前端斷路器，直至所述支撐電容兩端的直流電壓降至安全電壓值；
[0012]步驟S105:插入封鎖脈沖[0，0，0，0]分別相對應地對所述第一 IGCT、第二 IGCT、第三IGCT以及第四IGCT進行封鎖，其中，所述封鎖脈沖中的O表示讓對應的IGCT關斷。
[0013]優(yōu)選地，步驟sl03還包括:
[0014]當所述第一 IGCT或者所述第四IGCT沒有出現關斷損壞故障時，進入步驟sl05。
[0015]優(yōu)選地，步驟sl04和步驟sl05之間還包括:
[0016]插入預設時間的零電平過渡脈沖[0，1，1,0]分別相對應地對所述第一 IGCT、第二IGCT、第三IGCT以及第四IGCT進行控制，其中，所述零電平脈沖中的O表示讓對應的IGCT關斷，I表示讓對應的IGCT導通。
[0017]優(yōu)選地，所述安全電壓值為O。
[0018]優(yōu)選地，所述預設時間為25us。
[0019]本發(fā)明提供的一種基于IGCT的三電平電路的故障解決方法，首先對第一 IGCT或者第四IGCT是否出現關斷損壞故障進行檢測，當第一 IGCT或者第四IGCT出現關斷損壞故障時，相對應地保持第一 IGCT或者第四IGCT所在相逆變電路的控制脈沖不變，然后再斷開變頻器的前端斷路器，釋放支撐電容的能量，直至支撐電容兩端的直流電壓降至安全電壓值時，插入封鎖脈沖[0，0，0，0]分別相對應地對第一 IGCT、第二 IGCT、第三IGCT以及第四IGCT進行封鎖，本發(fā)明充分考慮了 IGCT元件關斷損壞故障后處于短路狀態(tài)的特點，當IGCT出現關斷損壞故障后，保持該故障IGCT所在相逆變電路的控制脈沖不變，避免了由于IGCT故障短路后造成的三電平電路短路，提高了基于IGCT的三電平電路的安全可靠性。
【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對現有技術和實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1為本發(fā)明提供的一種基于IGCT的三電平相橋臂電路拓撲圖；
[0022]圖2為本發(fā)明提供的一種變頻器的電路原理圖；
[0023]圖3為本發(fā)明提供的一種基于IGCT的三電平電路的故障解決方法的過程的流程圖；
[0024]圖4為本發(fā)明提供的另一種基于IGCT的三電平電路的故障解決方法的過程的流程圖。
【具體實施方式】
[0025]本發(fā)明的核心是提供一種基于IGCT的三電平電路的故障解決方法，當IGCT出現關斷損壞故障后，保持該故障IGCT所在相逆變電路的控制脈沖不變，避免了由于IGCT故障短路后造成的三電平電路短路，提高了基于IGCT的三電平電路的安全可靠性。
[0026]為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0027]請參照圖2和圖3，其中，圖2為本發(fā)明提供的一種變頻器的電路原理圖；圖3為本發(fā)明提供的一種基于IGCT的三電平電路的故障解決方法的過程的流程圖。
[0028]該故障解決方法，應用于變頻器，變頻器包括整流電路、三相逆變電路(U、V、W)以及整流電路和三相逆變電路之間的支撐電容，其中，三相逆變電路中，每相逆變電路均包括從直流輸入電源正極到直流輸入電源負極之間依次連接的第一 IGCT、第二 IGCT、第三IGCT以及第四IGCT(分別依次對應圖2中的V1、V2、V3以及V4)，對于每相逆變電路，該方法包括:
[0029]步驟slOl:獲取第一 IGCT、第二 IGCT、第三IGCT以及第四IGCT的狀態(tài)參數；
[0030]步驟sl02:依據狀態(tài)參數判斷第一 IGCT或者第四IGCT是否出現關斷損壞故障；
[0031]可以理解的是，主控板將4路PffM驅動信號以及IGCT的狀態(tài)參數發(fā)送至FPGA (Field 一 Programmable Gate Array，現場可編程門陣列)，FPGA 依據 IGCT 的狀態(tài)參數判斷各個IGCT是否出現關斷損壞故障。
[0032]值得注意的是，本申請中在介紹故障解決方法時均是針對一相逆變電路來說明的，因為另外兩相逆變電路的故障解決方法是一樣的，所以在此不再贅述。在實際應用中，主控板將12路PffM驅動信號以及IGCT的狀態(tài)參數發(fā)送至FPGA。
[0033]步驟sl03:當第一 IGCT或者第四IGCT出現關斷損壞故障時，相對應地保持第一IGCT或者第四IGCT所在相逆變電路的控制脈沖不變；
[0034]步驟sl04:斷開變頻器的前端斷路器，直至支撐電容兩端的直流電壓降至安全電壓值；
[0035]步驟sl05:插入封鎖脈沖[0，0，0，0]分別相對應地對第一 IGCT、第二 IGCT、第三IGCT以及第四IGCT進行封鎖，其中，封鎖脈沖中的O表示讓對應的IGCT關斷。
[0036]可以理解的是，這里的支撐電容即圖