新型非PWM功率單元高壓變頻器的開發(fā)研究.pdf

1、隨著變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，作為大容量傳動(dòng)的高壓變頻調(diào)速技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。中高壓電動(dòng)機(jī)利用高壓變頻器可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，既可滿足生產(chǎn)工藝過程對(duì)電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制的要求，又可節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本。自1994年美國(guó)羅賓康公司推出第一代完美無諧波高壓變頻器以來，由于其性能好、可靠性高、維修簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在歐美、日本、中國(guó)等市場(chǎng)一直處于領(lǐng)先地位。完美無諧波高壓變頻器較之普通高壓變頻器，無論從變頻器控制性能、可靠性保證、制造工藝等方面都提高了很大的一個(gè)檔

2、次。 但是，到目前為止，這種完美高壓變頻器的功率單元的整流部分采用單向二極管串聯(lián)，逆變器電壓輸出還是采用傳統(tǒng)的脈寬調(diào)制（PWM）的控制策略，具有開關(guān)管開關(guān)頻率高，開關(guān)功率損耗大，系統(tǒng)能量不可逆等缺陷。為了降低系統(tǒng)能量損耗，減少電網(wǎng)污染及防止電磁干擾等現(xiàn)象，本文論述一種新型功率單元高壓變頻器，即非PWM功率單元高壓變頻器。非PWM功率單元的整流部分由晶閘管三相可控整流橋所組成，逆變部分由IGBT構(gòu)成的逆變橋所組成。脈沖控制策略以期

3、望的電壓輸出頻率控制脈沖頻率，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)無高頻，避免了脈寬調(diào)制?？梢赃_(dá)到降低成本，減小電網(wǎng)污染和電磁干擾的目的。 高壓變頻器的開發(fā)是一項(xiàng)高投入，高風(fēng)險(xiǎn)的工程，其主要內(nèi)容包括變頻器的控制系統(tǒng)和變頻器主電路的設(shè)計(jì)兩大部分，是多學(xué)科、高技術(shù)的綜合。作者只是在整個(gè)高壓變頻器研發(fā)期間對(duì)新型非PWM功率單元進(jìn)行了深入的研究；對(duì)IGBT驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行選型與設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)了變頻器控制系統(tǒng)；并對(duì)整個(gè)高壓變頻器進(jìn)行了仿真。本文具體內(nèi)容如下： 1．簡(jiǎn)

4、述了高壓變頻器的發(fā)展概況及應(yīng)用，指出目前存在的問題及研究課題的意義； 2．簡(jiǎn)要闡述了傳統(tǒng)多電平高壓變頻器的工作原理，傳統(tǒng)PWM功率單元的工作原理，再此基礎(chǔ)上提出了新型非PWM功率單元，并對(duì)其電路結(jié)構(gòu)、工作原理及特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了分析； 3．論述了新型非PWM功率單元高壓變頻器總體方案設(shè)計(jì)，包括IGBT驅(qū)動(dòng)選型與設(shè)計(jì)；輸入部分，功率變換部分，檢測(cè)與保護(hù)部分，控制部分以及接口設(shè)計(jì)； 4．控制系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)； 5．