中壓五電平單元級(jí)聯(lián)變頻器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中壓大功率變頻器的研究與應(yīng)用正成為電力電子行業(yè)一個(gè)新的研究方向。在大功率變頻器領(lǐng)域，多電平變頻器具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，其中級(jí)聯(lián)式多電平變頻器是多電平變頻器一種最具有發(fā)展前途的類型，該類變頻器單元幾乎全采用三電平H橋型單元。本文研究工作獲得國家“863”計(jì)劃課題“電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的集成優(yōu)化技術(shù)研究”項(xiàng)目支撐，目標(biāo)是研究與設(shè)計(jì)中壓五電平功率單元級(jí)聯(lián)變頻器。這種變頻器所需單元數(shù)比較傳統(tǒng)三電平單元級(jí)聯(lián)型變頻器大大減少，輸出

2、波形質(zhì)量更好。 論文介紹了五電平功率單元級(jí)聯(lián)變頻器的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)、探討了輸入移相整流技術(shù)，運(yùn)用坐標(biāo)變換的方法推導(dǎo)和分析了單元級(jí)聯(lián)變頻器及異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。研究和比較了級(jí)聯(lián)式變頻器的幾種PWM算法的特點(diǎn)，并選取載波相移層疊混合PWM方式為變頻器的控制方式。提出了三點(diǎn)式五電平功率單元的開關(guān)控制策略，以及單元平衡控制的解決方案。并研究了矢量控制方法在中壓級(jí)聯(lián)變頻器系統(tǒng)的應(yīng)用。 研究和完成了控制系統(tǒng)的軟件、硬

3、件方案設(shè)計(jì)，對(duì)于系統(tǒng)的兩級(jí)旁路保護(hù)與實(shí)現(xiàn)、在線故障識(shí)別系統(tǒng)，DSP/CPLD冗余控制系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。同時(shí)對(duì)采取該變頻器供電的異步電機(jī)PWM控制系統(tǒng)和異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)分別進(jìn)行了仿真研究，成功研制了中壓五電平單元級(jí)聯(lián)變頻器樣機(jī)。在不同負(fù)載和不同實(shí)驗(yàn)條件下對(duì)變頻器樣機(jī)進(jìn)行了滿功率大電流實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明五電平功率單元級(jí)聯(lián)變頻器輸出穩(wěn)定，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，得到了滿意的預(yù)期效果。 論文最后對(duì)研究工作進(jìn)行了總結(jié)，并提出了一些需要進(jìn)一步探