DK2393198T3 - Omskifterindretning-fejldetektionssystem og fremgangsmåde til flerniveauomformere - Google Patents

Omskifterindretning-fejldetektionssystem og fremgangsmåde til flerniveauomformere Download PDF

Info

Publication number
DK2393198T3
DK2393198T3 DK11167156.6T DK11167156T DK2393198T3 DK 2393198 T3 DK2393198 T3 DK 2393198T3 DK 11167156 T DK11167156 T DK 11167156T DK 2393198 T3 DK2393198 T3 DK 2393198T3
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
switching device
voltage
switching devices
level converter
expected
Prior art date
Application number
DK11167156.6T
Other languages
English (en)
Inventor
Paolo Soldi
Robert Roesner
Stefan Schroeder
Original Assignee
Gen Electric
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gen Electric filed Critical Gen Electric
Application granted granted Critical
Publication of DK2393198T3 publication Critical patent/DK2393198T3/da

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/487—Neutral point clamped inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/18—Modifications for indicating state of switch
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/40—Testing power supplies
    • G01R31/42—AC power supplies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Keying Circuit Devices (AREA)

Claims (9)

1. Flerniveauomformer (10) omfattende: en flerhed af faseben (40), som hver har mindst to indvendige omskifterindretninger (44, 46), mindst to udvendige omskifterindretninger (42, 48), mindst to klemmedioder (50, 52) og en delt DC-forbindelse (53); og en omskifterindretning-fejldetektionskreds (70) kendetegnet ved: et logikmodul for hver af omskifterindretningerne, hvilket er konfigureret til at generere et blokeringstilstand-logiksignal (Vel, Vc2, Vc3, Vc4) til at sammenligne en omskifterindretningsspænding (Vswl, Vsw2, Vsw3, Vsw4) med en tærskelreferencespænding (Vth), hvor nævnte logikmoduler omfatter en respektiv komparator (72,74,76,78) til at bestemme hvorvidt en respektiv omskifterindretning (42,44,46,48)faktisk blokerer eller ej; et spændingsberegningsmodul (80) konfigureret til at bestemme en forventet spændingsblokeringstilstand (Vsl, Vs2, Vs3, Vs4) for hver af omskifterindretningerne baseret på gatedriftssignalerne (GI, G2, G3, G4) af omskifterindretningerne og en outputstrømretning (lo); en fejldetektionsalgoritme (82) funktionel til at detektere en fejlbetingelse i en hvilken som helst af omskifterindretningerne (42,44,46,48) baseret på blokeringstilstand-logiksignalerne (Vel, Vc2, Vc3, Vc4) og de forventede spændingsblokeringstilstande (Vsl, Vs2, Vs3, Vs4) af omskifterindretningerne (42,44,46,48), hvor nævnte fejlbetingelse er enten en kortslutning eller en åben kredsløbsfejl.
2. Flerniveauomformeren (10) ifølge krav 1, hvor spændingsberegningsmodul (80) bestemmer en forventet outputspænding ved flerniveauomformer-outputterminalerne, og hvor en af de indvendige omskifterindretninger (44,46) omfatter en øverste indvendig omskifterindretning (44), en anden af de indvendige omskifterindretninger omfatter en nederste indvendig omskifterindretning (46), en af de udvendige omskifterindretninger (42,48) omfatter en øverste udvendig omskifterindretning (42), og en anden af de udvendige omskifterindretninger omfatter en nederste udvendig omskifterindretning (48).
3. Flerniveauomformeren (10) ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, hvor den forventede spænding er en nulspænding, når gatedriftssignalerne (GI, G2, G3, G4) for en hvilken som helst af de indvendige omskifterindretninger (44,46) er høj og gatedriftssignalerne for begge de udvendige omskifterindretninger (42,48) er lav.
4. Flerniveauomformeren (10) ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, hvor den forventede outputspænding er en positiv spænding, når gatedriftssignalerne for begge øverste indvendige og udvendige omskifterindretninger er høje eller, når outputstrømretningen er negativ og gatedriftssignalerne for alle omskifterindretningerne (42,44,46,48) er lav.
5. Flerniveauomformeren (10) ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, hvor den forventede outputspænding er en negativ spænding, når gatedriftssignalerne for både de nederste indvendige og udvendige omskifterindretninger er høj eller, når outputstrømretningen er positiv og gatedriftssignalerne for alle omskifterindretningerne (42,44,46,48) er lav.
6. Flerniveauomformeren (10) ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, hvor fejldetektionsalgoritmen (82) detekterer fejlbetingelsen i den øverste udvendige omskifterindretning, når den forventede outputspænding ikke er positiv og blokeringstilstand-logiksignalet for den øverste udvendige omskifterindretning (48) er lav.
7. Flerniveauomformeren (10) ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, hvor fejldetektionsalgoritmen (82) detekterer fejlbetingelsen i den øverste indvendige omskifterindretning (44), når den forventede outputspænding er negativ og blokeringstilstand-logiksignalet for den øverste indvendige omskifterindretning (46) er lav.
8. Flerniveauomformeren (10) ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, hvor fejldetektionsalgoritmen (82) detekterer fejlbetingelsen i den nederste indvendige omskifterindretning (46), når den forventede outputspænding er positiv og blokeringstilstand-logiksignalet for den nederste indvendige omskifterindretning (46) er lav.
9. Flerniveauomformeren (10) ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, hvor fejldetektionsalgoritmen (82) detekterer fejlbetingelsen i den nederste udvendige omskifterindretning (48), når den forventede outputspænding ikke er negativ og blokeringstilstand-logiksignalet for den nederste udvendige omskifterindretning (48) er lav.
DK11167156.6T 2010-05-28 2011-05-23 Omskifterindretning-fejldetektionssystem og fremgangsmåde til flerniveauomformere DK2393198T3 (da)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/789,513 US8471584B2 (en) 2010-05-28 2010-05-28 Switching device failure detection system and method for multilevel converters

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DK2393198T3 true DK2393198T3 (da) 2018-12-17

Family

ID=44142216

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK11167156.6T DK2393198T3 (da) 2010-05-28 2011-05-23 Omskifterindretning-fejldetektionssystem og fremgangsmåde til flerniveauomformere

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8471584B2 (da)
EP (1) EP2393198B1 (da)
CN (1) CN102353896B (da)
DK (1) DK2393198T3 (da)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5347795B2 (ja) * 2009-07-21 2013-11-20 富士通株式会社 電源装置、電源ユニット診断装置および電源装置の制御方法
CN103444066B (zh) * 2010-11-04 2016-10-26 本肖股份有限公司 耦接到整流器系统的m2lc系统
US8400739B2 (en) * 2011-02-28 2013-03-19 General Electric Company System and method for operating inverters
CN102832796A (zh) * 2011-06-15 2012-12-19 力博特公司 缓冲电路和具有该缓冲电路的逆变器
US8472153B1 (en) * 2011-12-20 2013-06-25 General Electric Company Neutral point clamped power converter fault detection, identification, and protection
WO2013168257A1 (ja) * 2012-05-10 2013-11-14 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
JP6075224B2 (ja) * 2013-06-25 2017-02-08 株式会社明電舎 マルチレベル電力変換装置
JP2015012621A (ja) * 2013-06-26 2015-01-19 富士電機株式会社 マルチレベル電力変換回路
GB2518686A (en) 2013-09-30 2015-04-01 Alstom Technology Ltd An electrical assembly
CN104764943B (zh) * 2014-01-03 2018-01-19 国家电网公司 一种模块化多电平变换器单相逆变试验电路及其试验方法
CN104811073B (zh) * 2014-01-24 2019-05-31 通用电气能源电能变换科技有限公司 变换器模块、装置、系统和相关方法
US10243482B2 (en) * 2014-07-14 2019-03-26 Hamilton Sundstrand Corporation Solid-state power converters
CN104166083B (zh) * 2014-08-14 2017-04-05 北京天诚同创电气有限公司 Igbt 反向并联二极管的故障检测方法及装置
GB201501205D0 (en) * 2015-01-26 2015-03-11 Rolls Royce Plc Open switch fault detection and identification in a two-level voltage source power converter
CN106208028B (zh) 2015-04-30 2018-08-31 新加坡商华科全球股份有限公司 电源保护装置与其电源保护方法
FR3073690B1 (fr) * 2017-11-10 2019-10-11 Renault S.A.S Procede de commande d'un redresseur de vienne triphase lorsqu'un interrupteur de puissance est defaillant.
US11079443B2 (en) 2018-12-21 2021-08-03 Analog Devices International Unlimited Company Switch fault detection techniques for DC-DC converters
US11831232B2 (en) 2021-08-13 2023-11-28 General Electric Company Power converter having a gate drive circuit and method of operating
US11923783B2 (en) 2021-11-24 2024-03-05 General Electric Renovables Espana, S.L. System and method for detection of switching device failure conditions in a multi-level power converter
CN114337342B (zh) * 2021-12-07 2022-07-22 天津大学 模块化多电平变换器子模块故障检测定位方法及装置
US20230344332A1 (en) * 2022-04-21 2023-10-26 General Electric Company System and method for detecting igbt failure in a multi-level converter using gate-emitter voltage sensing
CN115825703B (zh) * 2023-02-10 2023-05-16 烟台台芯电子科技有限公司 一种1型三电平模块测试方法及设备

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3852656A (en) 1974-04-19 1974-12-03 Gen Motors Corp Inverter fault protection and frequency limiting circuit
EP0010811A1 (en) 1978-10-28 1980-05-14 Westinghouse Brake And Signal Company Limited Switching transistor over-voltage protection means
US6058031A (en) * 1997-10-23 2000-05-02 General Electric Company Five level high power motor drive converter and control system
US6349044B1 (en) * 1999-09-09 2002-02-19 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. Zero voltage zero current three level dc-dc converter
DE502005001908D1 (de) * 2004-06-18 2007-12-20 Abb Schweiz Ag Verfahren zur fehlerbehandlung in einer umrichterschaltung zur schaltung von drei spannungsniveaus
JP5226183B2 (ja) 2006-01-10 2013-07-03 東芝三菱電機産業システム株式会社 多レベル電力変換装置
CN201352704Y (zh) * 2009-01-09 2009-11-25 铁道部运输局 一种数字化硬件保护电路

Also Published As

Publication number Publication date
EP2393198A3 (en) 2015-04-01
EP2393198B1 (en) 2018-10-24
CN102353896B (zh) 2015-11-25
CN102353896A (zh) 2012-02-15
US8471584B2 (en) 2013-06-25
EP2393198A2 (en) 2011-12-07
US20110140727A1 (en) 2011-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK2393198T3 (da) Omskifterindretning-fejldetektionssystem og fremgangsmåde til flerniveauomformere
DK2383878T3 (da) System og fremgangsmåde til beskyttelse af en flerniveauomformer
Ma et al. Reconfiguration of carrier-based modulation strategy for fault tolerant multilevel inverters
Lamb et al. Open-circuit IGBT fault detection and location isolation for cascaded multilevel converters
Zhou et al. A voltage-based open-circuit fault detection and isolation approach for modular multilevel converters with model-predictive control
US8730696B2 (en) Multi-level voltage converter
EP3285388B1 (en) Electric power conversion device
US9106074B2 (en) Multilevel power converter
Zhou et al. Finite-control-set model predictive control of modular multilevel converters with cascaded open-circuit fault ride-through
Chappa et al. A fault-tolerant multilevel inverter topology with preserved output power and voltage levels under pre-and postfault operation
Sui et al. The post-fault current model of voltage source converter and its application in fault diagnosis
Kumar et al. Fault tolerant operation of CHB multilevel inverters based on the SVM technique using an auxiliary unit
EP3609069B1 (en) Converter system
Hassani et al. Fault-tolerant operation strategy for reliability improvement of a switched-capacitor multilevel inverter
Wang et al. Fault detection and tolerant control of IGBT open-circuit failures in modular multilevel matrix converters
Zhang et al. Matrix converter open-circuit fault behavior analysis and diagnosis with a model predictive control strategy
Li et al. Reliability comparison for 3L-NPC and 3L-ANPC converters for drives application
Yahya et al. New level doubling architecture of cascaded multilevel inverter
US20230216395A1 (en) Monitoring unit for an inverter
Wang et al. Switch open-circuit fault detection and localization for modular multilevel converters based on signal synthesis
Katebi et al. High-efficiency fault-tolerant three-level SiC active NPC converter for safety-critical renewable energy applications
Azimipanah et al. Open circuit fault detection and diagnosis for seven-level hybrid active neutral point clamped (ANPC) multilevel inverter
EP4187766A1 (en) System and method for detection of switching device failure conditions in a multi-level power converter
Wang et al. Submodule fault detection and location method for modular multilevel converter based on the voltage variation observations
US20230291327A1 (en) Power Conversion System