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，作為大容量傳動的高壓變頻調(diào)速技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。中高壓電動機利用高壓變頻器可以實現(xiàn)無級調(diào)速，既可滿足生產(chǎn)工藝過程對電動機調(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、維修簡單等優(yōu)點，在歐美、日本、中國等市場一直處于領(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，實現(xiàn)系統(tǒng)無高頻，避免了脈寬調(diào)制。可以達到降低成本，減小電網(wǎng)污染和電磁干擾的目的。 高壓變頻器的開發(fā)是一項高投入，高風險的工程，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)計兩大部分，是多學科、高技術(shù)的綜合。作者只是在整個高壓變頻器研發(fā)期間對新型非PWM功率單元進行了深入的研究；對IGBT驅(qū)動電路進行選型與設(shè)計；設(shè)計了變頻器控制系統(tǒng)；并對整個高壓變頻器進行了仿真。本文具體內(nèi)容如下： 1．簡

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，并對其電路結(jié)構(gòu)、工作原理及特點優(yōu)勢進行了分析； 3．論述了新型非PWM功率單元高壓變頻器總體方案設(shè)計，包括IGBT驅(qū)動選型與設(shè)計；輸入部分，功率變換部分，檢測與保護部分，控制部分以及接口設(shè)計； 4．控制系統(tǒng)的方案設(shè)計； 5．