10kV級聯(lián)型高壓變頻節(jié)能的關(guān)鍵技術(shù)研究和設(shè)備開發(fā).pdf

1、隨著人們節(jié)能環(huán)保意思的加強(qiáng)，變頻器的應(yīng)用越來越普及，但我國電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)能源利用率卻非常低，尤其在高壓電機(jī)領(lǐng)域，基本上比國外平均水平低30％，在國內(nèi)推廣高壓電機(jī)的變頻調(diào)速逐漸得到了國家的重視。功率單元級聯(lián)型高壓變頻器由于其高可靠性和完美的輸出波形在高壓變頻領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 本文對功率單元級聯(lián)型高壓變頻器進(jìn)行了全面系統(tǒng)的研究，重點(diǎn)研究了基于空間矢量的錯時(shí)采樣PWM調(diào)制技術(shù)、共模電壓抑制技術(shù)和中性點(diǎn)偏移技術(shù)以及產(chǎn)品的工程設(shè)計(jì)。全

2、文主要內(nèi)容有： (1)分析了各種多電平PWM調(diào)制技術(shù)，比較各類調(diào)制技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)劣。針對級聯(lián)型多電平的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，類比載波移相PWM(CPS-PWM)，將兩電平和三電平SVM通過錯時(shí)采樣，平滑地引入了級聯(lián)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并提出了2種適用的三電平簡化SVM具體調(diào)制技術(shù)。 (2)針對高壓變頻器的共模電壓問題，研究并提出了適用于級聯(lián)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的2種共模電壓抑制的PWM調(diào)制算法。2種算法都是通過錯時(shí)采樣的兩電平SVM和三電平SVM，即

3、相差2π/3的兩電平STS-SVM，以及只挑選7種共模電壓為0的三電平空間矢量參加調(diào)制的三電平STS-SVM。2種調(diào)制方式可完全抑制共模電壓，并且相對于非共模電壓抑制型PWM，電壓利用率僅下降約13.4％。 (3)對于故障單元旁路，提出基于兩電平SVM和三電平SVM的中性點(diǎn)偏移控制技術(shù)，并與基于CPS-SPWM的實(shí)現(xiàn)方式做了分析比較。針對輕載情況下中性點(diǎn)偏移控制下的有功回饋以及采樣間隔和最小采樣間隔等問題進(jìn)行了分析，分析并提出了

4、旁路容錯技術(shù)的調(diào)制比和頻率的調(diào)整要求，并就此提出了“只旁路故障單元”的容錯技術(shù)。 (4)針對首臺高壓變頻器的示范項(xiàng)目，第五章從主電路、控制系統(tǒng)和產(chǎn)品特色三方面進(jìn)行了進(jìn)行工程化設(shè)計(jì)，完成了一套10kV/700kVA的產(chǎn)品樣機(jī)：IGBT為主要功率器件，8串，48脈波整流，DSP+FPGA主控平臺。硬件設(shè)計(jì)主要包括功率單元設(shè)計(jì)、主控制器系統(tǒng)、功率單元控制系統(tǒng)、模擬量和開關(guān)量、觸摸屏等的設(shè)計(jì)：軟件設(shè)計(jì)錯位移相SPWM脈沖設(shè)計(jì)、FPGA多