使用范畴:高压大功率电机变频调速范畴。
应战:单元串联型高压变频器使用若干低压功率单元串联完成高压输出，这种结构使其具有杰出的容错功用;将发生毛病的单元屏蔽后，经过必定的毛病处理办法，能够使体系持续下降容量作业，确保出产的安稳作业。本文规划的体系首要针对选用三种不同的毛病处理办法时，对单元串联型高压变频器输出电能质量的各项方针进行实时监测和剖析，尤其是单元发生毛病后，体系输出电压的功用方针，应尽量与毛病前坚持一致，以减小毛病对体系作业的影响。
解决方案:根据PCI-9846的变频器输出功用测验体系，使用LabVIEW虚拟仪器软件渠道建立体系主控界面，规划了相应的毛病处理办法，能够得到不同毛病处理办法时的参阅波。在多单元级联型变频器仿真模型上进行测验，经过凌华PCI-9846数字化仪收集三相电压信号后进行剖析处理，取得三相线电压的幅值，频率，总谐波含量，三相电压相位等首要功用方针，然后查看操控算法在体系正常作业及带毛病作业时的输出状况。
根据PCI-9846的变频器输出功用测验体系
作者：臧义，男，1980年6月出世，现在在河南工业大学作业，博士结业于东北大学检测技能与主动化设备专业，从事电力电子技能相关的研讨作业。
使用变频技能驱动电动机能够完成节能，契合我国有关节能减排的要求和社会需求。为了使变频设备使用在高电压等级、大容量的场合，通常会选用高压大容量的开关器材和多电平的拓扑结构;级联型变流器是一种有很好使用远景的多电平变换器，级联型变频器的详细使用如级联型高压变频器拖动风机、水泵等负载，大多作业在比较重要的场合，在出产或日子中的效果和影响较大，对牢靠性要求高，一般要求体系能够接连作业，即便在毛病后恰当下降容量作业，也不能随时停机。在使用高压变频设备驱动电动机完成节能方针的一起，为了确保体系的牢靠性，需求高压变频设备具有必定的容错功用，即在发生器材或许单元毛病时，能够主动将其屏蔽，经过调整操控办法，使体系持续作业。
单元串联型高压变频器使用若干低压功率单元串联完成高压输出，这种结构使其具有杰出的容错功用;将发生毛病的单元屏蔽后，经过必定的毛病处理办法，能够使体系持续下降容量作业，确保出产的安稳作业。传统的毛病处理办法是选用屏蔽掉毛病单元与别的两相中相应的非毛病单元，以坚持变频器的平衡作业，这样势必会形成非毛病单元的糟蹋，因而对级联型变频器正常作业及毛病时处理办法的研讨很有必要。本文规划的根据PCI-9846的变频器输出功用测验体系首要针对选用三种不同的毛病处理办法时，对单元串联型高压变频器输出电能质量的各项方针进行实时监测和剖析，尤其是单元发生毛病后，体系输出电压的功用方针，应尽量与毛病前坚持一致，以减小毛病对体系作业的影响。该测验体系使用LabVIEW虚拟仪器软件渠道建立体系主控界面，规划了相应的毛病处理办法，能够得到不同毛病处理办法时的参阅波。在多单元级联型变频器仿真模型上进行测验，经过凌华PCI-9846数字化仪收集三相电压信号后进行剖析处理，取得三相线电压的幅值，频率，总谐波含量，三相电压相位等首要功用方针，然后查看操控算法在体系正常作业及带毛病作业时的输出状况。
一 单元串联型高压变频器结构及作业原理
单元串联型高压变频器选用若干个低压功率单元串联的办法完成直接高压输出，其结构如图1所示，选用的变压器为多重化阻隔变压器，一次侧输入高压，二次侧输出彼此阻隔的低压，供应各个功率单元，即图中的各个H桥，体系的三相结构相似。每个功率单元都是一个三相输入、单相输出的交-直-交变频器，具有一致的结构，功率单元的结构如图2所示。
每个功率单元别离由输入变压器的一组二次绕组供电，功率单元之间及变压器二次绕组之间彼此绝缘。如选用每相六单元串联的办法，则每个功率单元接受悉数的输出电流，但仅接受1/6的输出相电压和1/18的输出功率;关于6KV的电机体系，每单元输出电压0~590V可调，频率0~50Hz可调，然后可完成变频操控。
单元串联型高压变频器各的功率单元选用载波相移PWM技能进行操控，关于图1所示的变频器由n对顺次相移60°/n的三角载波对参阅波电压进行调制。对A相基波调制所得的n个信号，别离操控A1～An n个功率单元，经叠加即可得具有2*n+1级阶梯的相电压波形。它相当于6*n脉波变频，理论上6*n-1次以下的谐波都能够抵消，总的电压和电流畸变可低至1%左右，因而也可谓完美无谐波变频器。该系列变频器同一相的功率单元输出相同的基波电压，串联各单元之间的载波错开必定的相位，每个功率单元的IGBT开关频率若为1KHz，则当每相有6个功率单元串联时，等效的输出相电压开关频率为12KHz。功率单元选用低的开关频率能够下降开关损耗，而高的等效输出开关频率和多电平可大大改进输出波形。波形改进除减小输出谐波外，还可下降噪音、du/dt值和电机的转矩脉动。所以这种变频器用于调速电源对电机无特别要求，可用于一般的高压电机，且不用降额，对输出电缆长度也没有特别约束。
二 单元串联型高压变频器毛病处理办法剖析
为了进步单元串联型变频器的牢靠性，使其在部分功率单元发生毛病后仍能够持续作业，传统的毛病处理办法是选用屏蔽掉毛病单元与别的两相中相应的非毛病单元，以坚持变频器的平衡作业，这样势必会形成非毛病单元的糟蹋，因而最大输出才能较低。该办法的长处在于原理简略，技能老练牢靠。
为了在单元毛病后充分使用一切的非毛病单元，进一步进步多电平逆变器的输出功用，能够选用中性点移位技能。中性点移位原理是使用变频器的中性点是起浮的，且不衔接到负载中点(例如现在广泛使用的三相电动机)，因而变频器中性点能够违背负载中点。虽然变频器输出三相相电压不平衡，但经过调整相电压的相位能够得到三相平衡的负载线电压。这样的调整办法，相当于毛病后在各相剩下单元输出的不对称电压上一起叠加一个零序重量，以组成三相对称的线电压。因为两个中点不直接衔接，因而该线电压在负载上能够发生对称的负载相电压，然后确保负载的对称安稳作业。可是因为三相不再对称，此刻经过注入三次谐波以进步单元电压使用率的优化操控办法不再适用，因而，中性点移位的处理办法并没有充分使用体系的最大输出才能。某些毛病状态下，其最大输出才能乃至比传统的屏蔽毛病单元及其对应别的两相非毛病单元的处理办法还要低。
