基于FPGA和DSP的高压变频器中性点偏移技术的算法实现

　　引言

　　在高压变频器正常运行过程中，如果功率单元出现故障，一般的实现方法是将此故障功率单元旁通，同时让其它两相相应的功率单元也同时旁通，这样使变频器A、B、C 三相输出相电压相等，从而保证线电压相等，使电机的三相电流平衡。但是在旁通过程中，由于同时旁通掉3个功率单元，所以电流冲击较大，可能造成系统过流停机。并且在旁通后高压变频器的输出功率降低较多，因此使电机输出功率减小。

　　1 中性点偏移技术原理分析

　　目前国内生产的高压变频器大多采用功率单元串联叠加多电平，VVVF控制方式。其拓扑结构如图1 所示。A、B、C三相各6 个功率单元，每个功率单元输出电压为577 V，相电压UAO=UBO=UCO=3 462 V，线电压UAB=UBC=UCA=6 000 V。如果出现任意1 个功率单元故障旁通时，势必造成系统不平衡，从而导致系统停机。经过公司研发人员的理论推导及技术分析，提出了“中性点偏移”的方法。

　　如图2(此图按照等比例1颐5.77所绘)所示，如果A 相有一个功率单元故障旁通掉，中性点由O偏移到O忆(虚拟中性点)，经过运算，线电压由原来的1 039.23 V(1 039.23伊5.77=5 996 V)变为978.5 V(978.5伊5.77=5 646)，相角度由120毅变为125.4毅和109.2毅。虽然相电压不相等，但是输出的线电压保持相等。这样就保证了电机的三相电流平衡。同理如果出现2 个或3 个单元旁通时，经过复杂运算，也可实现中性点偏移，从而保证输出的线电压相等。