(2) 电机处于异步电动机工作状态
当电机的定子旋转磁场的速度快于转子旋转磁场速度时，电机将定子绕组的电能转化为转子的机械能输出，此时电机即处于电动机工作状态。
(3) 电机处于再生异步发电机工作状态
当电机定子的旋转磁场速度慢于转子旋转磁场速度时，电机将转子内的机械能转化为定子的电能进行输出，此时电机即处于再生发电机工作状态。
(4) 转子飞轮动能的利用
在电机定子用变频器供电时，当定子输入频率降低，而转子回路由回转系统内的飞轮动能维持旋转，当变频器输出频率已低于转子的同频转速后，此时转子回路的旋转磁场的速度将大于定子旋转磁场，从而电机将回转系统存储的飞轮动能转化为定子的电能。
11.2 变频器失电后利用转子飞轮动能的流程描述
(1) 对变频器失电时状态确定后的初步调整
在变频器的失电信号确定后，立即减少变频器对电机的pwm输出占空比，使变频器对电机的电流迅速降低，使电容阵列电压不会快速下降。
(2) 变频器失电后，电机转差频率调节
在变频器失电后，先快速调节变频器的运行频率，使其在短时间内下降到电机现有转速的同步频率，为下一步调节作好准备。
(3) 在变频器输出频率下降状态时，转换电机的运行状态
在变频器进行频率调整时，当测定电机电流方向变化时，表明已下降到同步转速以下，将频率从快速下降状态调节为pid控制状态，动态调节频率下降速率，将电机从异步电动机的运行状态转变为异步再生发电机的状态，将电机转子存储的飞轮动能转变为电能。
(4) 变频器失电其间，保持功率单元内电压的稳定
在变频器失电期间，保持电机再生异步发电机状态运行，转子中的飞轮动能转换为电能维持系统的消耗。将电容阵列电压作为关键进程点，通过对变频器输出频率下降的速率调节，使电容阵列电压保持在额定状态。
(5) 变频器高压电源恢复，稳定电机运行
在变频器高压电源正常信号确定后，将变频器输出频率快速向上调节，当测定电流方向变化时，稳定频率输出延时，防止系振荡。当电机完全转入异步电动机运行状态后，再将频率升到失电前的数值。
11.3 dsp程序中变频器失电后利用转子动能的dsp程序子模块流程图
根据变频器失电利用飞轮动能的描述，将其转化为dsp程序中的子模块，其流程图如图8所示。
图8 变频器失电连续运行子模块流程图
12 多电平单元串联电压源型变频器失电后利用飞轮动能连续运行的试验
12.1 更改后的系统回路方案
(1) 在控制系统顶层供电回路中加入ups，用于在任何状态下，保持控制电源供电稳定;
(2) 在顶层供电回路下，分出一组供给6kv多组隔离变压器，用于给控制单元内的控制板电源，在高压失电后，控制板能继续保持运行;
(3) 在主回路的移相变压器上增加电压检测继电器，用于测定移相变压器是否处于加电状态，并将其状态信号传到控制单元。
12.2 更改后的控制流程方案
(1) 失电后，控制系统接收到失电信号，立即快速下调，越过电机在异频运行的转差率，将电机处于再生异步运行状态;
(2) 将转子中的飞轮动能转化为电能用于维持变频器主回路的功耗，通过多电平功率单元内的电容阵列作为储能中继池,进行电量存储和维持变频器系统的损耗;
(3) 在失电的时间内，将电容阵列处于恒压充电状态，用电容阵列的电压值作为变频器输出频率的闭环调节单位，使飞轮动能的转化与系统损耗持平，电容阵列电压稳定;
(4) 高压电源恢复后，控制系统接到电源正常信号，将变频器由下降速率调节变为上升速率调节，恢复电机的电动机运行状态，其转换设定呈双曲线设定，避免在电机状态转换时出现惯量载荷冲击;
(5) 将变频器输出频译按设定的速率上升，达到失电前的频率，系统恢复到失电前的状态。
12.3 变频器失电后利用飞轮动能的方案试验参数
运行频率:50hz 电源电流:0.9a
上升时间:30s 下降时间:300s
失电下降:30s 恢复上升:60s
电源电压:6100v 恢复转换:3s
12.4 变频器失电后利用飞轮动能的方案的测试数据
测试数据如表6所示。
13 多电平单元串联电压源型变频器高压瞬时失电连续运行方案定型
13.1 高压瞬时失电连续运行研发结束定型方案
变频器失电后利用飞轮动能的方案经过测试，达到项目输入时的要求，作为高压瞬时失电连续运行定型方案。
13.2 高压瞬时失电连续运行定型方案指标
(1) 具有在变频器系统运行时，高压电源在瞬时消失时，保持变频器不跳闸;
(2) 具有在变频器高压电源失电后，可以利用转子系统内的飞轮动能连续保持运行;
(3) 具有在大惯量，大功率，大系统中的广泛应用前景，能实现在大系统中瞬时失电后而动力输入系统不出现极大的振动或崩溃;
(4) 在转子内飞轮动能支持下，可以实现短时间内不停机，失电运行的时间将取决于转子回路系统中的飞轮动能存储量，在一个具体系统中，当转子回路的质量与转速固定时，对失电最高维持时间具有了确定性;
(5) 在长时间失电的情况下，当转速已极低时，变频器自动停机，并输出报警，以防止在误操作情况下出现不可预见的自动运行现象。
13.3 多电平单元串联电压源型变频器产品
图9示出具有失电连续运行的高压变频器和调试人员的合影。
图9 多电平单元串联电压源型变频器
14 结束语
随着高压变频器应用的增加，其拖动电机的功率越来越大，拖动设备的重要等级相应提高，出现了各种各样的要求，其核心的思想都是为保证大型系统运行的安全、稳定、高效。
当高压系统中出现高压电源瞬时失电的现象时，在大惯量系统中而保持拖动系统连续运行，对于加有高压变频器的调速动力系统来说，刚开始认为近似于不可能完成的任务。因为在变频器失电后，将没有维持其运行的能量来源。但现场系统运行的需求，就是研发工作者的任务，通过开放性思维，将变频器，电机，风机作为一个整体进行考虑，对调速系统进行理论的分析，结合电机的各项特性，并在试验站中对变频运行系统进行反复的测试，找出一个具有可能性的方向，并努力去实现这种科技的创新。
在研发中，对每一个现象进行分析，总结，找出其出现的内在原因，并对其相应的数学计算与分析，并用于指导下一步的工作，当一个完整的数字模型系统建立完成后，其项目所要求的目标便已有了一个明确的路标。
通过不懈的努力，严谨的试验，精密的分析，攻克一个个难关，最终将会得到相应的收获。
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