基于PCI-9846數(shù)字化儀的變頻器輸出性能測試系統(tǒng)
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其中在PC中通過LabVIEW虛擬儀器軟件編程，根據(jù)上述三種故障處理方式的工作原理，實現(xiàn)相應(yīng)的控制方案，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號。產(chǎn)生的開關(guān)器件控制信號經(jīng)數(shù)據(jù)輸出設(shè)備輸出，由信號調(diào)理電路處理后送至級聯(lián)型變頻器實驗裝置使設(shè)備工作。輸出電壓經(jīng)傳感器送至PCI 9846，然后依靠LabVIEW編寫的采集程序?qū)?shù)據(jù)進行高速采集并加以保存。隨后再利用LabVIEW編寫的分析軟件對保存的信號進行處理，完成了級聯(lián)型變頻器輸出特性檢測分析的功能。
四 信號采集與處理結(jié)果
測試系統(tǒng)利用LabVIEW虛擬儀器軟件平臺搭建的主控界面如圖5所示，這里以六單元級聯(lián)系統(tǒng)為例進行分析，分別設(shè)計了相應(yīng)的故障處理方法，通過程序設(shè)計得到不同故障處理方法時的參考波。這里僅對與參考波等效的相電壓及獲得的等效線電壓波形進行分析。
圖5:測試系統(tǒng)主控界面
上述演示程序中，可以選擇三種不同的故障處理方法，其原理在相應(yīng)的選項卡標簽中有簡要介紹。左側(cè)的指示燈用來表示六單元級聯(lián)系統(tǒng)各個單元的運行狀態(tài)，不亮的指示燈表示單元對應(yīng)發(fā)生故障并被屏蔽。圖5中表示的是A相三個單元故障時的工作情況，指示燈上面有系統(tǒng)此時的輸出能力，可以看出，在A相三個單元故障的情況下，通過部分零序電壓注入的優(yōu)化調(diào)節(jié)方式，系統(tǒng)仍能夠有接近75%的輸出能力，比傳統(tǒng)故障處理方式的輸出能力（此時為50%）有很大的提高。指示燈下方的區(qū)域為相電壓、線電壓有效值歸一化后的輸出，各相電壓的總諧波失真以及三相線電壓的相位。右側(cè)的選項卡標簽里給出的是三相相電壓、線電壓的輸出波形及其中一相的諧波分析。此外，程序還提供了零序電壓注入的方式，用來提高直流側(cè)電壓的利用率，進而提高系統(tǒng)的輸出能力。從運行結(jié)果可以看出，采用該種故障處理方式后，僅屏蔽故障的功率單元，因此三相相電壓不再對稱，幅值及相位均根據(jù)故障類型做出了相應(yīng)的調(diào)整，而得到的線電壓仍為幅值相等、三相平衡的輸出，且不含有三次諧波分量。
利用上述程序，對多種故障的輸出情況進行了對比分析，其輸出性能分別如下表所示。其中故障類型表示三相分別剩余的正常單元數(shù)目，如（466）表示六單元級聯(lián)系統(tǒng)三相正常工作的單元數(shù)分別為A相4個，B相6個，C相6個，總故障單元數(shù)為2。此時三種處理方法得到的最大輸出能力分別為66.70%、76.30% 和83.40%?？梢钥闯隼脙?yōu)化中點移位即部分零序電壓注入的故障處理方式，可以得到最大的系統(tǒng)輸出。其它故障類型時，系統(tǒng)輸出性能也均不低于前兩種處理方式。
表1:三種故障處理方式輸出性能對比
五 結(jié)論
針對級聯(lián)型變頻器單元故障時的控制問題，本文對現(xiàn)有的三種不足處理方式進行了對比分析，并利用LabVIEW虛擬儀器軟件平臺和凌華PCI-9846數(shù)字化儀搭建了六單元級聯(lián)型變頻器輸出特性測試系統(tǒng)，通過對三種故障處理方式進行了測試分析，獲得了三相線電壓的幅值，頻率，總諧波含量，三相電壓相位等主要性能指標。通過對比發(fā)現(xiàn)利用優(yōu)化中點移位即部分零序電壓注入的故障處理方式，在故障單元屏蔽后可以得到最大的系統(tǒng)輸出，提高了系統(tǒng)的容錯性能，是一種較為理想的級聯(lián)型變頻器故障處理方式。
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