(3) 在变频器处于高压失电状态后，对多电平单元串联电压源型变频器的各工作状态进行采集，控制单元对其进行录波。观察电动机的电压，电流，转速的变化。变频器的报警，故障，保护，跳闸的动作时间，将其作为试验数据进行记录。
(4) 当变频器达到预定失电时间后，它仍在运行，没有发出高压跳闸保护指令，则将km2合上，此时由km2与r1形成对移相变压器进行软加电回路。r1电阻选用为5ω，使得630kw/6kv的移相变压器在加电励磁时，其励磁瞬间浪涌电流尖峰绝对值小于600a。当变频器试验回路进行高频率，多次反复试验和测试时，其高压电源的反复加电不会对移相变压器造成永久性的损伤和影响高压电网系统的稳定性。
(5) 当km2合上3s后，将km1合上，将r1回路短接。随后将km2断开，变频器的移相变压器软加电过程结束，高压电源从主回路加入，变频器处于正常运行状态。
(6) 多电平单元串联电压源型变频器进行一次高压侧瞬间失电试验的基本步骤，其操作是由plc自动完成，其失电时间能够进行设定。从安全和可操作性考虑，km1和km2的操作设有手动操作与自动操作双回路系统，手动操作的权限高于自动操作。
4 多电平单元串联电压源型变频器用原dsp程序进行失电试验的数据与现象分析
4.1 变频器和电机的参数
电动机的参数:
型号:yrnt500-6 额定功率:500kw
额定电压:6000v 额定电流:56a
额定频率:50hz 额定转速:986r/min
变频器参数设定:
加速时间:30s 减速时间或:300s
电容欠压报警值:75% 额定电流:56a
4.2 变频器在50hz运行时进行失电试验
(1) 变频器带动电机运转时的运行参数
输出频率:50hz 输出电压:5935v
电机电流:7.2a 电机转速:998r/min
电源电压:6120 电源电流:0.9a
(2) 在变频器50hz运行的状态下，断开km1高压开关，试验数据如表1所示。
4.3 变频器在40hz输出时进行失电试验
(1) 变频器带动电机运转时的运行参数
输出频率:40hz 输出电压:4184v
电机电流:6.6a 电机转速:797r/min
电源电压:6120 电源电流:0.9a
(2) 在变频器40hz运行的状态下，断开km1高压开关，试验数据如表2所示。
4.4 变频器在30hz输出时进行失电试验
(1) 变频器带动电机运转时的运行参数
输出频率:40hz 输出电压:2715v
电机电流:5.9a 电机转速:592r/min
电源电压:6120 电源电流:0.8a
(2) 在变频器30hz运行的状态下，断开km1高压开关，试验数据如表3所示。
4.5 对失电后采集数据进行分析，总结，并找出其数学模型
(1) 从上述表中的三种频率状态下进行电机的失电测试数据汇总:
在不同的频率下，电机的输入励磁电流不同，这时其欠压报警的时间也不同，其变化曲线如图5所示。
图5 变频器失电报警曲线
(2) 根据变频器功率单元的工作原理与失电报警曲线相结合分析，得出其失电的主要因素在于功率单元内电容阵列的耗电速度。
5 多电平单元串联电压源型变频器高压电源失电后的运行数据计算分析
5.1 高压失电后变频器运行的现象分析
(1) 刚刚失电时状态
单元主回路断电后，控制板在外部隔离变压器下正常工作，并驱动输出回路的正常工作。此时，单元内部的电容阵列如电池组一样对电机以运行电流的速率供电。同时控制单元采集电容的电压值通过光纤送到控制单元。
(2) 发出欠压报警状态
在持续维持电量的输出的情况下，电容阵列的电压不断下降，当电容阵列电压降到75%设定值时，控制单元收到功率单元的电容电压数值信息，依据预定的逻辑，发出电压过低警告，但变频器依然保持运行。
(3) 发出故障信号状态
在连续运行使电容电压降至35%时，功率单元内保护回路启动，自动封锁输出回路，并发送控制单元故障信号，控制单元接收到信号后，发出系统停止高压跳闸指令。
(4) 变频器高压失电后的维持时间
从测试数据和图5中的规律曲线，变频器在高压失电后，其输出电流越低，电容阵列电压下降越慢，则失电时连续运行的维持时间越长。
5.2 多电平单元串联电压源型变频器高压电源失电后，维持运行时间计算模型的建立
(1) 电容阵列中的电容器型号
单只电容量4700μf，额定电压400v。用九只电容进行三串三并，总容量4700μf，电压1200v。
(2) 正常工作时电容阵列的电压
功率单元电压输入三相600v交流电，通过三相二极管整流桥变换为直流电供给电容阵列，则电容阵列运行时电压为:
u=1.35×600=810v
(3) 正常工作时电容阵列的储电量为:
q=uc=810×4700/1000000=3.807c
式中:q—电容存储电量;
u—电容工作电压;
c—电容容量。
(4) 试验电动机的有功与无功比值
变频器输出pwm波叠加成的正弦波进行驱动电机,在电机空转的情况下,相当于其主要是转子轴承阻力的损耗，相当于驱动一个大电感,它有功消耗很少,以移相变压器高功率因数的吸收电流与电机驱动的视在电流为依据，按照近似性原则计算得出: s=7.2/0.9=8
式中:s—无功与有功比值。
(5) 在50hz状态下，根据数学模型得出
电容全部放电的时间为: t=s×q/i=8×3.807/7.2=4.23s
出现欠压报警的时间: 4.23×(1-76%)=1.01s
出现故障的报警时间: 4.23×(1-35%)=2.74s
5.3 多电平单元串联电压源型变频器失电运行时数据模型怀实际测量值对比结论
(1) 数据对比
在实际中，50hz状态下，进行失电试验时，欠压报警时间为1.2s，故障时间为3.4s。
计算的欠压报警时间1.0s，故障时间2.74s。计算出的时间要少于实际测量的时间。
(2) 计算时间小于实际测试时间的原因分析
计算是处于理想状态下进行的，当失电后，电容输入立刻中止，只向外输出。而在实际测试中，由于回路在电感的存在，在高压开关进行断开时，电容不会立刻停止输入，而由于开关灭弧，移相变压器消磁等原因，会出现一个小的延时对电容继续充电，从而造成实际测量的值要比理论计算的值高一些。
6 多电平单元串联电压源型变频器失电后连续运行的几种实现方法
6.1 失电后变频器连续运行的关键
通过以上的测试和计算得出，在变频器失电后，只要能保持电容电压，就能维持变频器的持继运行。
当在高压电源失电后，维持住变频器的功率单元内电容阵列电压，就能实现变频器高压失电连续运行的功能。
6.2 实现变频器瞬时失电保持电容阵列稳定的实现方法
(1) 加大电容储电量
此方法需增加电容，将涉及到一系列元件的更改，且增加成本过多，不宜采用。
(2) 在失电时，减少轴功率输出
在失电时，通过速度调节，使电机轴功率输出减少，维持电机运行的有功电流将减少，保持住在3s时间内的电容电压，其方法简便可行，作为首选方案。
(3) 在失电时，利用特殊的dsp程序，驱动h桥的pwm输出回路，使电机转子回路中飞轮动能转换为电能:
能够在失电时保证电容阵列电压的稳定，但工作量大，更改项目多，测试环节多，控制要求严，作为后备方案。
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7 在变频器失电时，减少电机轴功率的输出研发进程
7.1 对多电平单元串联电压源型变频器接口映射的分析
(1) 判断系统是否处于瞬间失电状态
瞬间失电状态，是对应于高压回路出现异常状况时，高压电源系统进行保护或切换等操作，造成高压电源短时消失后恢复的一种现象。对应于一个变频系统来讲，其映射到端口的映像为:多电平单元串联电压源型变频器运行时，变频器输入高压开关保持合闸位置，高压输入电源短时消失后重新恢复的过程。
(2) 变频器在瞬间失电期间减少电机输出轴功率的原理
在多电平单元串联电压源型变频器处于失电状态时，降低变频器的输出频率，将能降低电机转速，即可以减少电机的输出轴功率。根椐此原理，在判定变频器处于瞬时失电状态时，将程序转入降速运行子模块。
7.2 对控制系统回路更改的要点
(1) 在移相变压器的副绕组回路上，加入一个电压检测继电器，当移相变压器失电时，继电器发出一个开关量信号送到控制单元;
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