CN102244468B - 高可靠性、冗余设计中压变频器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变频器，所述变频器包括功率单元、隔离变压器、旁路接触器和高压开关，其中：功率单元的个数为N；旁路接触器的个数为X；高压开关的个数为X，N、X、N/X均为正整数，且X＞1。所述旁路接触器用于对所述N/X个功率单元进行旁路，所述N/X个功率单元两端并联一个旁路接触器，在每组的功率单元或相应隔离变压器正常工作时，旁路接触器处于断开状态；当其中一组的功率单元或相应隔离变压器发生故障时，旁路接触器闭合，同时在相应的隔离变压器与高压母线之间的高压开关断开，以使主回路连通。采用本发明的变频器装置和方法，极大地提高了整个***的允许故障率。而且，在发生故障时，***可以全载运行，无需降容使用。

Description

高可靠性、冗余设计中压变频器

技术领域

本发明涉及工业电气传动领域，尤其涉及一种变频器以及变频器控制方法。

背景技术

在当前的工业电气传动领域中，高压变频器的结构大都以单元串联方式为主，因为这种类型的拓扑结构能够极大地改善输出波形，实现完美的无谐波输出。

如图1所示，以每相六个功率单元(A1-A6、B1-B6、C1-C6)串联的***为例，所述功率单元与三相高压电源(如图中所示的6kV三相交流电源)的母线连接，因此每相可以得到十三个不同的电压等级，并且，利用脉宽调制实现功率单元的叠波输出。三相功率单元之间采用“Y”型接法，“Y”型连接的中性点接地，从而得到可变频率的三相高压电源。

图2所示为图1的高压变频器的电路拓扑结构，所有单元由一个隔离变压器202供电。该隔离变压器202的二次绕组共有十八组抽头，每组抽头输出三相交流电压，为十八个功率单元A1-A6、B1-B6、C1-C6供电。功率单元串联后，输出频率可变的叠波电压，实现对电机203的调速。

但是，这种结构的变频器存在一个问题：当某个功率单元出现故障，或者隔离变压器202出现故障，那么变频器会立即整体停止运行，导致电机203失去电源而停机，这对整个***冲击会很大。例如，在电机拖动的罐笼应用中，如果发生突然的停机，会使罐笼中的工作人员会感到不适。

目前有一种“单元旁路”的技术方案来解决这个问题。“单元旁路”的原理图如图3所示，当某个功率单元发生熔断器故障、过热或IGBT故障而不能继续工作时，该功率单元及其另外两相相应位置上的功率单元将自动旁路。例如：当A3单元故障时，则A3、B3、C3单元一起旁路，此时Q1～Q4封锁输出，可控硅k导通，支路L1和支路L2通过DP1～DP4二极管桥导通，以保证变频器连续工作，并发出旁路告警。

但是“单元旁路”不能满足提升机***的可靠性需求，问题在于：

1、首先，功率单元旁路本身就是一种有缺陷的运行方式。因为变频器处在降容运行状态，会导致磁密降低，从而引起电机发热增加，所以上述方案不能作为长期的运行方式，最终还需要停机后解决故障。实际应用中，没有一台设备能够长期以旁路方式运行；

2、在一些情况下，功率单元无法成功地旁路。例如：功率单元的电路板的供电电源通过变压器取A、C两相交流电，但如果A、C两相的熔断器发生故障，则功率单元的电路板无法获得供电，此时无法控制可控硅进行旁路。类似地，例如：如果功率单元内部的IGBT、电容等具有导电材料的器件发生故障，此时功率单元的电路板也可能遭到破坏，从而无法保证旁路的完成。

另外，“单元旁路”本身也具有缺点：单元逆变环节(即图3中的逆变桥DI1-DI6，Q1～Q4)是长期与旁路环节(即图3中的可控硅元件部分)同时并联运行的，因此极有可能因为可控硅器件的损坏而引起逆变桥的故障，从而使整个功率单元“瘫痪”，这是因为可控硅是以工频为基础设计的，所以可控硅不能承受长期的高频电压的侵蚀。

所以，有必要设计一种新型的高可靠性高压变频器，以便将整个***的运行风险大大降低。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种停机时间更短的变频器装置，以便使变频器所驱动的***更可靠地运行。

本发明提供的变频器包括功率单元、隔离变压器、旁路接触器和高压开关，其中：功率单元的个数为N；旁路接触器的个数为X；高压开关的个数为X，N、X、N/X均为正整数，且X＞1。所述功率单元以“Y”型接法连接，并且功率单元的输入端与隔离变压器的二次侧连接，“Y”型连接的中性点接地，“Y”型连接的三相分别与三相高压母线连接，与每相高压母线连接的功率单元均由N/3个功率单元串联形成。所述隔离变压器用于连接高压母线与功率单元，所述N个功率单元分为X组，每组包括N/X个功率单元，所述N/X个功率单元包括平均分布于三相中的功率单元，每相中包括N/(3×X)个功率单元，在每组中的N/X个功率单元通过一个隔离变压器与功率单元的输入端相连。所述高压开关用于连接隔离变压器和高压母线，每个隔离变压器通过一个高压开关与高压母线相连。所述旁路接触器用于对每组的N/X个功率单元进行旁路，所述N/X个功率单元两端并联一个旁路接触器，在每组的功率单元或相应隔离变压器正常工作时，旁路接触器处于断开状态；当其中一组的功率单元或相应隔离变压器发生故障时，旁路接触器闭合，同时在相应的隔离变压器与高压母线之间的高压开关断开。

优选地，N为18，X为2，所述变频器包括十八个功率单元、第一隔离变压器、第二隔离变压器。其中，所述功率单元以“Y”型接法连接，并且功率单元的输入端与隔离变压器的二次侧连接，“Y”型连接的中性点接地，“Y”型连接的三相分别与三相高压母线连接，与每相连接的功率单元均为六个功率单元串联形成；所述隔离变压器用于连接高压母线与功率单元，所述十八个功率单元分为两组，每组包括九个功率单元，所述九个功率单元包括平均分布于三相中的功率单元，每相中包括三个功率单元，在每组中的九个功率单元通过一个隔离变压器与功率单元的输入端相连。

优选地，N为27，X为3，所述变频器包括二十七个功率单元、第一隔离变压器、第二隔离变压器、第三隔离变压器。其中，所述功率单元以“Y”型接法连接，并且功率单元的输入端与隔离变压器的二次侧连接，“Y”型连接的中性点接地，“Y”型连接的三相分别与三相高压母线连接，与每相连接的功率单元均为九个功率单元串联形成；所述隔离变压器用于连接高压母线与功率单元，所述二十七个功率单元分为三组，每组包括九个功率单元，所述九个功率单元包括平均分布于三相中的功率单元，每相中包括三个功率单元，在每组中的九个功率单元通过一个隔离变压器与功率单元的输入端相连。

优选地，所述变频器为矢量控制变频器，所述矢量控制变频器还包括连接在每个功率单元和相应的隔离变压器之间的电抗器，所述电抗器作为能量回馈时的负载和滤波元件。

本发明还提供了一种变频器控制方法，所述变频器包括功率单元、隔离变压器、旁路接触器和高压开关，其中：功率单元的个数为N；旁路接触器的个数为X；高压开关的个数为X，N、X、N/X均为正整数，且X＞1，所述功率单元以“Y”型接法连接，并且功率单元的输入端与隔离变压器的二次侧连接，“Y”型连接的中性点接地，“Y”型连接的三相分别与三相高压母线连接，与每相连接的功率单元均为N/3个功率单元串联形成；所述隔离变压器用于连接高压母线与功率单元，所述N个功率单元分为X组，每组包括N/X个功率单元，所述N/X个功率单元包括平均分布于三相中的功率单元，每相中包括N/(3×X)个功率单元，在每组中的N/X个功率单元通过一个隔离变压器与功率单元的输入端相连；所述高压开关用于连接隔离变压器和高压母线，每个隔离变压器通过一个高压开关与高压母线相连；所述旁路接触器用于对每组的N/X个功率单元进行旁路，所述N/X个功率单元两端并联一个旁路接触器，

所述方法包括以下步骤：a.检测各串联功率单元以及相应隔离变压器的工作状态；b.当其中一组的功率单元或隔离变压器的工作状态为故障状态时，闭合与出现故障的串联功率单元并联的旁路接触器，同时将相应的隔离变压器与高压母线之间的高压开关断开。

优选地，所述变频器包括十八个功率单元、第一隔离变压器、第二隔离变压器，其中，所述功率单元以“Y”型接法连接，并且功率单元的输入端与隔离变压器的二次侧连接，“Y”型连接的中性点接地，“Y”型连接的三相分别与三相高压母线连接，与每相连接的功率单元均为六个功率单元串联形成；所述隔离变压器用于连接高压母线与功率单元，所述十八个功率单元分为两组，每组包括九个功率单元，所述九个功率单元包括平均分布于三相中的功率单元，每相中包括三个功率单元，在每组中的九个功率单元通过一个隔离变压器与功率单元的输入端相连。。

优选地，所述变频器包括二十七个功率单元、第一隔离变压器、第二隔离变压器、第三隔离变压器，其中，所述功率单元以“Y”型接法连接，并且功率单元的输入端与隔离变压器的二次侧连接，“Y”型连接的中性点接地，“Y”型连接的三相分别与三相高压母线连接，与每相连接的功率单元均为九个功率单元串联形成；所述隔离变压器用于连接高压母线与功率单元，所述二十七个功率单元分为三组，每组包括九个功率单元，所述九个功率单元包括平均分布于三相中的功率单元，每相中包括三个功率单元，在每组中的九个功率单元通过一个隔离变压器与功率单元的输入端相连。

优选地，在步骤a中，通过电流计、电压计检测检测功率单元与相应的隔离变压器的电流、电压，以检测各串联功率单元以及相应隔离变压器的工作状态。

优选地，步骤b还包括：在每组的功率单元或相应隔离变压器正常工作时，保持旁路接触器处于断开状态。

优选地，所述故障状态包括保险丝熔断、断路或隔离变压器故障中的任何一种。

相对于现有技术，采用本发明的变频器装置和方法，极大地提高了整个***的允许故障率。而且，在发生故障时，***可以全载运行，无需降容使用。

附图说明

图1是六级单元串联式高压变频器电压叠加图；

图2是现有技术实现图1所示高频变压器的主电路拓扑图；

图3是现有技术中实施单元旁路的结构示意图；

图4是本发明一个实施例的变频器结构示意图；

图5是实现图4所示的变频器的主电路拓扑图；

图6是本发明另一种实施例的变频器结构示意图；

图7是实现图6所示变频器结构的一个实施例的变频器的主电路拓扑图；

图8是图7所示九级单元串联式高压变频器的电压叠加图；

图9是本发明的变频器控制方法的流程图。

具体实施方式

本发明的变频器包括功率单元、隔离变压器、高压开关、旁路接触器。其中，功率单元的个数为N，隔离变压器的个数为X，高压开关的个数也为X，N、X、N/X均为正整数，且X＞1。

功率单元也称为功率模块，功率单元可以通过交流-直流-交流单相逆变电路实现，整流侧为二极管三相全桥，通过对IGBT逆变桥进行正弦PWM控制，可得到单相交流输出。每个功率单元在结构及电气性能上完全一致，可以互换。

由于隔离变压器的二次侧不与地相连，二次侧与地之间没有电位差，因此使用安全。在本发明中，可以采用任何适合的变压器，例如匝数比为1∶1的隔离变压器。

高压开关通常是指用于电压3kV及以上，频率50赫兹及以下的电力***中运行的交流开关设备，例如空气开关、真空开关等等。所述高压开关用于连接隔离变压器和高压母线，每个隔离变压器通过一个高压开关与高压母线相连；

旁路接触器可以采用例如真空开关等开关元件。所述旁路接触器用于对所述N/X个功率单元进行旁路。所述N/X个功率单元两端并联一个旁路接触器。

其中，由功率单元和相应的隔离变压器构成多个分组，每个分组中的功率单元的个数都是相同的，例如每个分组中的功率单元个数为N/X个，所述功率单元之间串联。

每个分组中具有一个隔离变压器，通过该隔离变压器，串联起来的功率单元与高压电源母线连接，形成三相电压源。功率单元以”Y”型接法分别与三相交流电源的三根母线连接，与每根母线连接的串联的功率单元均为N/3个，串联起来的所述N个功率单元分为X组，在每组中的N/X个功率单元通过一个隔离变压器与母线相连，每N/X个功率单元两端并联一个旁路接触器，以便在每组的功率单元或相应隔离变压器正常工作时，所述旁路接触器断开；当其中一组中的功率单元或该组相对应的隔离变压器发生故障时，旁路接触器闭合，以使主回路连通。其中，N、X、N/X均为正整数。

图4是本发明一个实施例的变频器结构示意图。如图所示，与高压母线(例如图中的6kV母线)连接的是两个支路，每个支路上各设置有一个高压开关DL1、DL2，每个高压开关都连接一个隔离变压器，每个隔离变压器都与单元柜中的一组功率单元连接，单元柜中设置有多组功率单元，每组功率单元中的功率单元个数相同。单元柜中功率单元的输出与执行相应驱动功能的电机连接。

隔离变压器的一次侧与6kV高压母线连接，二次侧与功率单元连接。在本实施例中，二次侧通过电抗器与功率单元连接；在其他实施例中，如果所述变频器为通用型变频器，则隔离变压器的二次侧直接与功率单元连接。功率单元的输出与相应的执行装置(例如电机)连接。如果所述变频器为矢量控制变频器，则在每组抽头与每个功率单元之间可以设置一个电抗器。

如图所示，电源母线为6kV电网母线，图中变频器VFD(VariableFrequency Drive，即矢量型或通用型变频器)包括第一隔离变压器41、第二隔离变压器42、多个功率单元40，在本实施例中，功率单元40的个数为十八个。十八个功率单元以”Y”型接法分别与三相交流电源的三根母线连接，与每根母线连接的功率单元均为六个，所述六个功率单元分为两组，在每组中的三个功率单元通过一个隔离变压器与母线相连。另外，DL1是为第一隔离变压器供电的高压开关，DL2是为第二隔离变压器供电的高压开关。

十八个功率单元40安装在单元柜中，三相高压母线的每相通过高压开关与六个单元连接，即A相连接A1-A6单元、B相连接B1-B6单元、C相连接C1-C6单元。变频器VFD的输出由输出铜排连接电机43。

图5为图4所示的变频器VFD的主回路拓扑图。第一隔离变压器41的二次绕组共有九组抽头，每组抽头输出三相电压，例如580VAC，负责为A4-A6、B4-B6、C4-C6共九个单元供电，第二隔离变压器42的二次绕组共九组抽头，在本实施例中，每组抽头输出的三相电压，例如580VAC，负责为A1-A3、B1-B3、C1-C3共九个功率单元供电。

A1、B1、C1的一侧构成中性点，另一侧与其他单元串联，最后由A6、B6、C6连接输出端，例如输出铜排，进而连接电机43。图中，每个单元前面都连接一个电抗器44，所述电抗器作为能量回馈时的负载以及滤波元件。

旁路接触器KM1、KM2分别并联在每相的三个功率单元两端。具体地，KM1是高压真空接触器，KM1的上口和下口分别连接A1-A3、B1-B3、C1-C3的九个单元的两侧，例如：图5所示KM1的第一根控制线A连接在A1-A3的两端；第二根控制线B连接在B1-B3的两端；第三根控制线C连接在C1-C3的两端。一旦这九个单元中的某个出了故障或者第二隔离变压器2出现故障，则A1-A3、B1-B3、C1-C3停止输出同时使高压开关DL2跳闸分断高压，迅速闭合KM1，使A4-A6、B4-B6、C4-C6这九个单元继续全载半速运行。在将变频器应用于驱动提升机罐笼的矿井工作环境中，全载半速运行的这九个单元将提升机罐笼继续提升，以便拉出工作的井口。同理，KM2可以是与KM1相同类型的高压真空接触器，KM2的上口和下口分别连接A4-A6、B4-B6、C4-C6的九个单元的两侧，例如：图5所示KM2的第一根控制线A连接在A4-A6的两端；第二根控制线B连接在B4-B6的两端；第三根控制线C连接在C4-C6的两端。一旦这九个单元中的某个出了故障或者隔离变压器1出现故障，则A4-A6、B4-B6、C4-C6停止输出，同时使高压开关DL1跳闸分断高压，迅速闭合KM2，使A1-A3、B1-B3、C1-C3的九个单元继续全载半速运行。

图6是本发明的另一个实施例的变频器结构示意图。如图所示，与6kV母线连接的是三个支路，每个支路上各设置有一个高压开关DL1、DL2、DL3，每个高压开关都连接一个隔离变压器61、62、63，每个隔离变压器都与单元柜中的一组功率单元60连接，单元柜中设置有三组功率单元，每组功率单元中的功率单元个数相同。单元柜中功率单元的输出与执行相应驱动功能的电机64连接。

在图7中，示出了实现图6所示变频器结构的主电路拓扑图。其中，变频器包括二十七个功率单元、第一隔离变压器61、第二隔离变压器62、第三隔离变压器63，其中，二十七个功率单元以“Y”型接法分别与三相交流电源的三根母线连接，与每根母线连接的功率单元均为九个，所述九个功率单元分为三组，在每组中的九个功率单元通过一个隔离变压器与母线相连，即，A1-A3、B1-B3、C1-C3通过第一隔离变压器61与母线连接；A4-A6、B4-B6、C4-C6通过第二隔离变压器62与母线连接；A7-A9、B7-B9、C7-C9通过第三隔离变压器63与母线连接。当某一组中的某个功率单元发生故障时，停止该组中九个功率单元的输出，并联的相应高压开关闭合动作，并且断开该组相应的旁路接触器与电源母线的连接。

图8是图7所示的九级单元串联式高压变频器的电压叠加图。类似于图1，每相有九个串联的功率单元，可以得到-6kV-0-6kV共13个不同的电压等级。

本发明充分利用了这种单元串联方式变频器的优点，即：由于单元具有整流特性，所以输入只需满足电压相序以及幅值要求即可。在本发明的实施例中，例如，将隔离变压器拆分成两个，则将***分成两部分，以十八个功率单元的***为例，每一半单元的个数为九个，这种利用两个高压真空接触器的“大旁路”方案提高了整个***的“允许故障率”，在现有技术主电路的拓扑结构下，一旦发生重故障就必须停机，那么可以认为“允许故障率”为0％。而本实施例则可将“允许故障率”提升为50％。又例如，以二十七个功率单元的***为例，如果将***分成三部分，即每一部分单元个数为九个，那么“允许故障率”为66.6％。假如将***分成X部分，则每一部分单元个数为N/X(N为总单元个数，X为隔离变压器个数)，其“允许故障率”的计算可按上述算法类推。本发明提出的拓扑结构方式，适用于通用变频器、矢量控制能量回馈变频器等产品。

相应地，本发明提供了一种针对上述变频器的控制方法，所述方法的流程图如图9所示。所述变频器与上述变频器的结构相类似，即，包括：功率单元、隔离变压器、旁路接触器和高压开关。其中：功率单元的个数为N；旁路接触器的个数为X；高压开关的个数为X，N、X、N/X均为正整数，且X＞1。

所述功率单元以“Y”型接法连接，并且功率单元的输入端与隔离变压器的二次侧连接，“Y”型连接的中性点接地，“Y”型连接的三相分别与三相高压母线连接，与每相高压母线连接的功率单元均由N/3个功率单元串联形成。

所述隔离变压器用于连接高压母线与功率单元，所述N个功率单元分为X组，每组包括N/X个功率单元，所述N/X个功率单元包括平均分布于三相中的功率单元，每相中包括N/(3×X)个功率单元，在每组中的N/X个功率单元通过一个隔离变压器与功率单元的输入端相连。

所述高压开关用于连接隔离变压器和高压母线，每个隔离变压器通过一个高压开关与高压母线相连。

所述旁路接触器用于对所述N/X个功率单元进行旁路，所述N/X个功率单元两端并联一个旁路接触器，在每组的功率单元或相应隔离变压器正常工作时，旁路接触器处于断开状态；当其中一组的功率单元或相应隔离变压器发生故障时，旁路接触器闭合，同时在相应的隔离变压器与高压母线之间的高压开关断开。

所述方法包括：在步骤701，检测各个功率单元和相应隔离变压器的工作状态，所述工作状态包括正常工作状态和故障状态，所述故障状态可能由多种原因造成，例如：保险丝熔断、断路或隔离变压器故障等。所述检测步骤可以由适合的检测元件完成，例如，电流计、电压计等等。通过直接或间接地检测功率单元与相应的隔离变压器的电流、电压，来确定功率单元和相应隔离变压器的工作状态。

在步骤702，对所述工作状态进行判断。当工作状态为正常工作状态时，在步骤703，在每组的功率单元或相应隔离变压器正常工作时，保持旁路接触器处于断开状态。

当工作状态为故障工作状态时，在步骤704和705，分别将连接母线和相应隔离变压器的高压开关断开并且闭合相应的旁路接触器。例如，如图4、5所示，当检测到A4功率单元故障时，将连接母线和相应隔离变压器的高压开关DL2断开，并且闭合相应的旁路接触器KM2。又如，当检测到第一隔离变压器41故障时，将连接母线和相应隔离变压器的高压开关DL1断开，并且闭合相应的旁路接触器KM1。

故障的检测、相应部件的断路、闭合都可以通过集中控制器实现，所述集中控制器包括相应的软件模块或硬件控制逻辑，本领域技术人员可以通过任何适合的软件编程方法和模拟电路、数字电路设计方法实现。

对变频器的控制可以由集中控制器控制，该集中控制器可以采用本领域技术人员熟悉的各种控制器，在此不再详细阐述。

尽管本发明是通过上述的优选实施例进行描述的，但是其实现形式并不局限于上述的实施例。应该认识到在不脱离本发明主旨的情况下，本领域技术人员可以对本发明做出不同的变化和修改。

Claims (10)

1.一种变频器，其特征在于，所述变频器包括功率单元、隔离变压器、旁路接触器和高压开关，其中：功率单元的个数为N；旁路接触器的个数为X；高压开关的个数为X，N、X、N/X均为正整数，且X＞1，

所述功率单元以“Y”型接法连接，并且功率单元的输入端与隔离变压器的二次侧连接，“Y”型连接的中性点接地，“Y”型连接的三相分别与三相高压母线连接，与每相高压母线连接的功率单元均由N/3个功率单元串联形成；

所述N个功率单元分为X组，每组包括N/X个功率单元，所述N/X个功率单元包括平均分布于三相中的功率单元，每相中包括N/（3×X）个功率单元，每个组中具有一个隔离变压器，通过该隔离变压器，在每组中的N/X个功率单元通过与高压母线连接，形成三相电压源；

所述高压开关用于连接隔离变压器和高压母线，每个隔离变压器的一次侧通过一个高压开关与高压母线相连，二次侧与一个功率单元连接；

所述旁路接触器全部属于变频器内部元器件，用于对每组的N/X个功率单元进行旁路，所述N/X个功率单元两端并联一个旁路接触器，在每组的功率单元或相应隔离变压器正常工作时，旁路接触器处于断开状态；当其中一组的功率单元或相应隔离变压器发生故障时，旁路接触器闭合，同时在相应的隔离变压器与高压母线之间的高压开关断开。

2.根据权利要求1所述的变频器，其特征在于，N为18，X为2，所述变频器包括十八个功率单元、第一隔离变压器、第二隔离变压器，

其中，所述功率单元以“Y”型接法连接，并且功率单元的输入端与隔离变压器的二次侧连接，“Y”型连接的中性点接地，“Y”型连接的三相分别与三相高压母线连接，与每相连接的功率单元均为六个功率单元串联形成；所述隔离变压器用于连接高压母线与功率单元，所述十八个功率单元分为两组，每组包括九个功率单元，所述九个功率单元包括平均分布于三相中的功率单元，每相中包括三个功率单元，在每组中的九个功率单元通过一个隔离变压器与功率单元的输入端相连。

3.根据权利要求1所述的变频器，其特征在于，N为27，X为3，所述变频器包括二十七个功率单元、第一隔离变压器、第二隔离变压器、第三隔离变压器，

其中，所述功率单元以“Y”型接法连接，并且功率单元的输入端与隔离变压器的二次侧连接，“Y”型连接的中性点接地，“Y”型连接的三相分别与三相高压母线连接，与每相连接的功率单元均为九个功率单元串联形成；所述隔离变压器用于连接高压母线与功率单元，所述二十七个功率单元分为三组，每组包括九个功率单元，所述九个功率单元包括平均分布于三相中的功率单元，每相中包括三个功率单元，在每组中的九个功率单元通过一个隔离变压器与功率单元的输入端相连。

4.根据权利要求1所述的变频器，其特征在于，所述变频器为矢量控制变频器，所述矢量控制变频器还包括连接在每个功率单元和相应的隔离变压器之间的电抗器，所述电抗器作为能量回馈时的负载和滤波元件。

5.一种用于变频器的控制方法，所述变频器包括功率单元、隔离变压器、旁路接触器和高压开关，其中：功率单元的个数为N；旁路接触器的个数为X；高压开关的个数为X，N、X、N/X均为正整数，且X＞1，所述功率单元以“Y”型接法连接，并且功率单元的输入端与隔离变压器的二次侧连接，“Y”型连接的中性点接地，“Y”型连接的三相分别与三相高压母线连接，与每相连接的功率单元均为N/3个功率单元串联形成；所述N个功率单元分为X组，每组包括N/X个功率单元，所述N/X个功率单元包括平均分布于三相中的功率单元，每相中包括N/（3×X）个功率单元，每个组中具有一个隔离变压器，通过该隔离变压器，在每组中的N/X个功率单元通过与高压母线连接，形成三相电压源；所述高压开关用于连接隔离变压器和高压母线，每个隔离变压器的一次侧通过一个高压开关与高压母线相连，二次侧与一个功率单元连接；所述旁路接触器全部属于变频器内部元器件，用于对每组的N/X个功率单元进行旁路，所述N/X个功率单元两端并联一个旁路接触器，

其特征在于，所述方法包括以下步骤：

a.检测各串联功率单元以及相应隔离变压器的工作状态；

b.当其中一组的功率单元或隔离变压器的工作状态为故障状态时，闭合与出现故障的串联功率单元并联的旁路接触器，同时将相应的隔离变压器与高压母线之间的高压开关断开。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述变频器包括十八个功率单元、第一隔离变压器、第二隔离变压器，其中，所述功率单元以“Y”型接法连接，并且功率单元的输入端与隔离变压器的二次侧连接，“Y”型连接的中性点接地，“Y”型连接的三相分别与三相高压母线连接，与每相连接的功率单元均为六个功率单元串联形成；所述隔离变压器用于连接高压母线与功率单元，所述十八个功率单元分为两组，每组包括九个功率单元，所述九个功率单元包括平均分布于三相中的功率单元，每相中包括三个功率单元，在每组中的九个功率单元通过一个隔离变压器与功率单元的输入端相连。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述变频器包括二十七个功率单元、第一隔离变压器、第二隔离变压器、第三隔离变压器，其中，所述功率单元以“Y”型接法连接，并且功率单元的输入端与隔离变压器的二次侧连接，“Y”型连接的中性点接地，“Y”型连接的三相分别与三相高压母线连接，与每相连接的功率单元均为九个功率单元串联形成；所述隔离变压器用于连接高压母线与功率单元，所述二十七个功率单元分为三组，每组包括九个功率单元，所述九个功率单元包括平均分布于三相中的功率单元，每相中包括三个功率单元，在每组中的九个功率单元通过一个隔离变压器与功率单元的输入端相连。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤a中，通过电流计、电压计检测检测功率单元与相应的隔离变压器的电流、电压，以检测各串联功率单元以及相应隔离变压器的工作状态。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤b还包括：在每组的功率单元或相应隔离变压器正常工作时，保持旁路接触器处于断开状态。

10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述故障状态包括保险丝熔断、断路或隔离变压器故障中的任何一种。

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