为了在单元故障后充分利用所有的非故障单元，进一步提高多电平逆变器的输出性能，可以采用中性点移位技术。中性点移位原理是利用变频器的中性点是浮动的，且不连接到负载中点（例如目前广泛应用的三相电动机），因此变频器中性点可以偏离负载中点。尽管变频器输出三相相电压不平衡，但通过调整相电压的相位可以得到三相平衡的负载线电压。这样的调整方式，相当于故障后在各相剩余单元输出的不对称电压上共同叠加一个零序分量，以合成三相对称的线电压。由于两个中点不直接连接，因此该线电压在负载上可以产生对称的负载相电压，从而保证负载的对称稳定运行。但是由于三相不再对称，此时通过注入三次谐波以提高单元电压利用率的优化控制方法不再适用，因此，中性点移位的处理方式并没有充分利用系统的最大输出能力。某些故障状态下，其最大输出能力甚至比传统的屏蔽故障单元及其对应另外两相非故障单元的处理方式还要低。

    针对这一问题，文献[2]提出了一种简易的参考波形生成方法，采用这种参考波形替代正弦波用于逆变单元控制，在不改变原有故障处理方式的情况下，可以充分利用各单元的输出能力，提升系统的整体输出，减小故障对负载的影响。这种方法简单易行，对于基于载波的控制系统中，只需要根据故障类型改变参考波的形状即可，在现有故障处理方式的基础上无需做出很大变动即可实现。与中性点偏移方法相比，无需计算偏移角度。

    以六单元级联系统为例，当A相一个单元故障时，三种故障处理方式的原理及输出情况对比如图3所示。

    三 基于LabVIEW和 PCI-9846的测试系统设计

    为了验证分析级联型变频器上述三种故障处理方法的输出性能，利用LabVIEW虚拟仪器软件平台和凌华PCI-9846高速数字化仪搭建了测试系统。LabVIEW采用图形化系统设计理念以及独特的并行数据流特征，在主控界面搭建、故障处理方法设计、信号采集与处理以及电压信号性能分析等方面具有明显的优势。由于级联型变频器等效的输出相电压开关频率为每个开关器件开关频率的若干倍，输出电压谐波分布在较高频段，因此变频器输出特性分析系统对数据采集设备的采样率要求较高，普通的数据采集设备难以满足如此高的采样要求。凌华科技公司的模块化仪器PCI-9846具有高采样率和高采样精度、兼容性好等优点,该设备最高采样频率为40MHz,内置四个高线性度的16位高精度A/D,并能实现四通道同时采样，在对高频信号的采集上具有很大的优势,非常适合对级联型变频器三相输出高频信号的采集和处理。凌华科技同样提供针对LabVIEW的驱动程序，无需过多考虑兼容性问题，缩短了系统开发时间。

    基于LabVIEW虚拟仪器软件平台和凌华PCI-9846数字化仪的级联型变频器输出特性测试系统原理框图如图4所示。