基于PCI-9846数字化仪的变频器输出性能测试系统

图5:测试系统主控界面

上述演示程序中，可以选择三种不同的故障处理方法，其原理在相应的选项卡标签中有简要介绍。左侧的指示灯用来表示六单元级联系统各个单元的运行状态，不亮的指示灯表示单元对应发生故障并被屏蔽。图5中表示的是A相三个单元故障时的工作情况，指示灯上面有系统此时的输出能力，可以看出，在A相三个单元故障的情况下，通过部分零序电压注入的优化调节方式，系统仍能够有接近75%的输出能力，比传统故障处理方式的输出能力（此时为50%）有很大的提高。指示灯下方的区域为相电压、线电压有效值归一化后的输出，各相电压的总谐波失真以及三相线电压的相位。右侧的选项卡标签里给出的是三相相电压、线电压的输出波形及其中一相的谐波分析。此外，程序还提供了零序电压注入的方式，用来提高直流侧电压的利用率，进而提高系统的输出能力。从运行结果可以看出，采用该种故障处理方式后，仅屏蔽故障的功率单元，因此三相相电压不再对称，幅值及相位均根据故障类型做出了相应的调整，而得到的线电压仍为幅值相等、三相平衡的输出，且不含有三次谐波分量。

利用上述程序，对多种故障的输出情况进行了对比分析，其输出性能分别如下表所示。其中故障类型表示三相分别剩余的正常单元数目，如（466）表示六单元级联系统三相正常工作的单元数分别为A相4个，B相6个，C相6个，总故障单元数为2。此时三种处理方法得到的最大输出能力分别为66.70%、76.30% 和83.40%。可以看出利用优化中点移位即部分零序电压注入的故障处理方式，可以得到最大的系统输出。其它故障类型时，系统输出性能也均不低于前两种处理方式。


表1:三种故障处理方式输出性能对比

五 结论
针对级联型变频器单元故障时的控制问题，本文对现有的三种不足处理方式进行了对比分析，并利用LabVIEW虚拟仪器软件平台和凌华PCI-9846数字化仪搭建了六单元级联型变频器输出特性测试系统，通过对三种故障处理方式进行了测试分析，获得了三相线电压的幅值，频率，总谐波含量，三相电压相位等主要性能指标。通过对比发现利用优化中点移位即部分零序电压注入的故障处理方式，在故障单元屏蔽后可以得到最大的系统输出，提高了系统的容错性能，是一种较为理想的级联型变频器故障处理方式。