单元旁路在变频器中的应用

功率单元旁路技术是在功率单元的输出 U、V 相间增加一个旁路开关，当高压变频器的控制系统检测到某功率单元出现故障时，即发出指令关闭该故障单元的输出电压，然后使该单元的旁路开关闭合，并使与故障单元相邻的两个单元连接起来，这样便完成该故障单元从主电路中分离出去的过程。

将故障功率单元旁路不影响输出电流的额定值，但是输出电压将有所下降，亦即当高压变频器的某个或数个功率单元因故障而被旁路时，输出相电压将变得不平衡，从而谐波也相应增大，勉强运行终究会导致电动机损坏。

能实现输出电压平衡的旁路技术有两种：一种是同级旁路技术，另一种是中性点漂移技术。

同级旁路技术是高压变频器单相中的某个功率单元因故障而被旁路时，在其他两相也旁路相应的功率单元，即使这些单元并未发生故障。该方法虽然解决输出电压的平衡问题，但是却降低输出电压的容量。每相的有效工作电压由原来的 100%降低到80%，即变频有效负荷降低为80%。

因多电平高压变频器功率单元的“Y”形中性点是浮动的，不与电动机的中性点相连接，所以如果对各相功率单元电压的相位角进行调整，高压变频器输出电压的中性点允许偏离中性点。尽管当故障单元旁路时三相串联后的相电压存在不平衡，但是高压变频器输出到电动机的三相线电压仍然维持平衡。

   例如：当 A 相的功率单元 A3 发生故障时，系统将 A3功率单元自动旁路，根据三相电压矢量叠加为零原理，运用高速数字处理器增加 AC 相位角值，减小 BC 相位角，在很短的时间内完成相位角调整。通过这样几何调整，三相线电压仍旧可以构成等边三角形，电动机得到平衡的线电压。此时，有 93.3%的单元投入使用，有效输出载荷为额定负荷的 92.9%，较同级旁路技术（有效输出载荷为额定负荷的 80%）高出 12.9%，大大提高系统的安全性和可靠性。