本发明涉及电力电子，特别是涉及一种anpc型三电平逆变器开关管故障的关管控制方法。
背景技术：
1、逆变器是把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成定频定压或调频调压交流电的转换器。在高压大功率场合的逆变器中通常使用有源中点钳位（active neutral-point-clamped，anpc）型三电平逆变拓扑，anpc型三电平逆变器主电路一般包括两个直流母线支撑电容和三个结构相同且相并联的桥臂，各桥臂的连接方式均相同。以其中一相为例，anpc型三电平逆变器主电路的拓扑结构如图1所示，包括直流母线支撑电容c1，直流母线支撑电容c2，开关管s1-s6，以及与开关管s1-s6分别相对应反并联的二极管，开关管s1和开关管s4为桥臂外管，开关管s2和开关管s3为桥臂内管。开关管s1的输入端接直流母线的正极，输出端接开关管s2和开关管s5的输入端；开关管s4的输出端接直流母线的负极，输入端分别连接开关管s3和开关管s6的输出端；开关管s5的输出端接开关管s6的输入端，开关管s2的输出端接开关管s3的输入端；开关管s5的输出端和开关管s6的输入端均接直流母线中点o；直流母线支撑电容c1连接在直流母线的正极和中点o之间；直流母线支撑电容c2连接在直流母线的负极和中点o之间；开关管s2的输出端u点作为交流输出端。开关管s1-s6的控制端分别连接到驱动电路的输出端，通过驱动电路输出门极驱动信号，控制开关管s1-s6的导通与关断。
2、现有的anpc型三电平逆变器，其开关管发生故障时，通常是由开关管配套的驱动电路直接输出相应的门极驱动信号直接关闭发生故障的开关管，并由驱动电路上传故障信号给dsp(数字信号处理器)模块进行相应的故障处理，通常是将所有的开关管故障合并成同一个故障信号，出现故障后按统一的关管时序进行关管。这样存在两个问题：一、如果只是桥臂内管（开关管2和开关管s3）发生故障而通过驱动电路进行自动关管的话，这时如果桥臂外管（开关管s1和开关管s4）还处于导通状态，开关管2和开关管s3有可能承受全压而导致损坏； 二、采用统一的关管时序响应较慢且不够灵活。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种anpc型三电平逆变器开关管故障的关管控制方法，其可保护开关管不会因关管时序不当而导致损坏，且关管时序响应较快且比较灵活。
2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、一种anpc型三电平逆变器开关管故障的关管控制方法，anpc型三电平逆变器具有对应于三相的三个桥臂，每一个桥臂中均具有开关管s1-开关管s6，通过控制单元根据各种不同的开关管故障情况对各个桥臂中的开关管s1-开关管s6进行相应的关管控制；
4、所述控制单元包括dsp模块、cpld模块和驱动电路，所述dsp模块与所述cpld模块双向连接，所述cpld模块与所述驱动电路双向连接；所述dsp模块根据主控单元发出的控制指令，以及所采集的逆变器的母线电压信号和输出电流信号进行算法运算，产生三组电平信号和三路方向信号并输出给所述cpld模块，所述cpld模块根据此三组电平信号和三路方向信号计算得出逆变器每相的六个开关信号，由所述cpld模块输出18路驱动信号给所述驱动电路，所述驱动电路的各输出端分别连接开关管s1-开关管s6的控制端，用于输出门极驱动信号控制开关管s1-开关管s6的导通和关闭，所述驱动电路还用于处理开关管s1-开关管s6的故障检测信号，并输出开关管故障信号给所述cpld模块，再由所述cpld模块输出故障和报警信息给所述dsp模块，由所述dsp模块显示故障并断开使能；
5、工作时，所述驱动电路只进行故障的上传，不会直接进行关管操作，而是由所述cpld模块进行关管控制，当所述cpld模块接收到所述驱动电路上传的开关管故障信号后，所述cpld模块会对每个开关管进行故障检测，再根据各开关管的位置以及当前其它开关管的动作逻辑来执行相应的关管操作，以更好的保护开关管。
6、进一步地，针对一个桥臂中只有一个开关管存在故障的故障情况，采用如下方法进行关管控制：
7、当所述cpld模块判断到故障发生在开关管s1或开关管s4时，直接关断开关管s1或开关管s4，然后间隔5us后打开开关管s5和开关管s6，再间隔5us后关闭开关管s2和开关管s3，最后再间隔5us后关闭开关管s5和开关管s6；
8、当所述cpld模块判断到故障发生在开关管s2时，先直接关断开关管s1，间隔2us后，再关断开关管s2，以保护开关管s2不会损坏；最后再关断开关管s3、开关管s4、开关管s5和开关管s6中处于开通状态的开关管；
9、当所述cpld模块判断到故障发生在开关管s3时，先直接关断开关管s4，间隔2us后，再关断开关管s3，以保护开关管s3不会损坏；最后再关断开关管s1、开关管s2、开关管s5和开关管s6中处于开通状态的开关管；
10、当所述cpld模块判断到故障发生在开关管s5或开关管s6时，直接关断开关管s5或开关管s6，后面再调整零电平开关时序，并输出故障和报警信息给所述dsp模块，保持继续运转，实现容错运行或正常减速停车。
11、进一步地，针对一个桥臂中有两个或多个开关管存在故障的故障情况，采用如下方法进行关管控制：
12、当所述cpld模块判断到发生故障的开关管为同一桥臂的开关管s5和开关管s6时，则直接关闭这一桥臂的开关管s5和开关管s6，在此情况下，相当于这一桥臂的拓扑从anpc切换成了npc电路，所述dsp模块和所述cpld模块针对这一桥臂的控制算法切换成npc类型控制模式，以实现容错运行或平稳停车；
13、当所述cpld模块判断到发生故障的开关管为不同桥臂的开关管s5和开关管s6时，则直接关闭发生故障的开关管s5和开关管s6，然后调整相应桥臂的零电平开关时序，以实现容错运行或平稳停车；
14、当所述cpld模块判断到发生故障的开关管中有开关管s2和开关管s3时， 则先直接关断相应桥臂的开关管s1和开关管s4以及相应桥臂中除了开关管s2和开关管s3以外的发生故障的开关管；然后间隔2us再关断发生故障的开关管s2和开关管s3；最后由所述cpld模块关断所有的开关管，并输出故障信号，显示故障并断开使能；
15、当所述cpld模块判断到发生故障的开关管为开关管s1或开关管s4或开关管s5或开关管s6中的两个或多个，这种情况下不考虑容错运行，先直接关断发生故障的开关管，同时也关闭三个桥臂中没有发生故障的开关管s1和开关管s4，间隔5us，再打开各个桥臂中没有发生故障的开关管s5和开关管s6，以把输出电压钳位在零电平，再间隔5us后关断三个桥臂中所有的开关管s2和所有的开关管s3，最后由所述cpld模块再关断所有的开关管，并输出故障信号，显示故障并断开使能。
16、采用上述方案后，本发明的一种anpc型三电平逆变器开关管故障的关管控制方法，利用cpld模块处理速度快和引脚多的特点，将18路开关管的故障信号都输入到cpld模块上，工作时，驱动电路只进行故障的上传，不会直接进行关管控制，而是由cpld模块进行关管控制，当cpld模块接收到驱动电路上传的开关管故障信号后，cpld模块会对每个开关管进行故障检测，再根据各开关管的位置以及当前其它开关管的动作逻辑来执行相应的关管操作，以实现快速准确关管，更好的保护开关管。而且，采用cpld控制关管时序响应较快且比较灵活，还可以实现容错运行及平稳停车。
1.一种anpc型三电平逆变器开关管故障的关管控制方法，anpc型三电平逆变器具有对应于三相的三个桥臂，每一个桥臂中均具有开关管s1-开关管s6，其特征在于：通过控制单元根据各种不同的开关管故障情况对各个桥臂中的开关管s1-开关管s6进行相应的关管控制；
2.根据权利要求1所述的一种anpc型三电平逆变器开关管故障的关管控制方法，其特征在于：针对一个桥臂中只有一个开关管存在故障的故障情况，采用如下方法进行关管控制：
3.根据权利要求1所述的一种anpc型三电平逆变器开关管故障的关管控制方法，其特征在于：针对一个桥臂中有两个或多个开关管存在故障的故障情况，采用如下方法进行关管控制：
