一種容錯型逆變器的設計

徐 鵬，施火泉，劉會超

（江南大學 物聯網工程學院，江蘇 無錫214122）

一種容錯型逆變器的設計

徐 鵬，施火泉，劉會超

（江南大學 物聯網工程學院，江蘇 無錫214122）

針對變頻器功率開關管容易發生單相短路及開路故障的現狀，采用意法半導體公司的STM32F103VBT6設計了一種容錯型逆變器。通過對實驗平臺的測試得出變頻器在發生故障以后，能夠在三相四開關SVPWM狀態下正常工作，增加了變頻驅動系統的可靠性。

逆變器；容錯；三相四開關PWM算法

電壓源PWM逆變器[1]作為功率變換設備性能及其優良，利用其供電的電機已經是工業自動化中最常見的設備[2-3]。由于工況復雜，變頻器會發生各種故障。最容易發生的是功率開關管的開路和短路[4-7]。功率器件故障會增加其他元器件的電流應力，若長時間無人維護甚至造成二次損壞，嚴重時造成整個系統癱瘓[8-11]。由于電壓源逆變器在逆變前端直流側采用兩個較大的電解電容串聯來增加電容的耐壓和進行平波。只要利用雙向晶閘管連接串聯電容的中點，就能和剩余兩相橋臂構成新的三相四開關逆變電路[11-15]。

1 總體設計

容錯系統如圖1所示，利用電流檢測電路采集電機的相電流值，同時由光電編碼器采集轉子速度、位置信號。傳感器輸出信號送入STM32構成閉環控制。通過檢測電流采樣值的正常與故障之間的差值，來投切雙向晶閘管進行容錯。直流母線檢測電路檢測到的母線電壓，一方面用于SVPWM計算，另一方面用于過壓保護。

圖1 系統總體結構圖