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《北方工业大学》 2008年
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三电平变频器技术的实用化研究

周皓  
【摘要】: 近年来,在电气传动领域中三电平变频器得到了广泛的应用。三电平逆变器拓扑结构的出现为高电压、大功率变频器的实现提供了一个有效的途径。研究和开发三电平大功率变频器,无论在技术上还是在实际应用上都有十分重要的意义。本文围绕三电平大功率通用变频器的实用化技术进行了深入分析和研究。 论文首先介绍了三电平逆变器主电路的拓扑结构、控制要求、基本原理、特性和PWM控制策略以及调试中存在的问题和相关的解决方法。 中点电位不平衡是三电平拓扑结构的一个固有问题。针对这一问题,本论文分析了中点电压不平衡的根本原因,采用了一种基于滞环控制的电压平衡控制方法。该方法根据负载电流方向的不同组合,通过调整小矢量的冗余状态和作用时间,并充分考虑到中矢量对中点平衡的影响,动态调整两个电容器上的电压,同时,详细地分析了当参考电压矢量落到具有一种或两种冗余小矢量的小三角形区间时开关状态的选择、开关序列的顺序以及作用时间的分配。 基于载波的调制策略是三电平变频器采用的主要调制方式之一。本论文对所采用的基于载波的调制策略,作了深入分析,得出了相应的谐波特性。基于谐波总含量,对调制特性的优劣进行了比较,同时得出了不同载波调制策略输出电压谐波含量与调制度变化的对应关系,并通过实验和仿真对相关结果进行了验证。 主电路和控制电路的硬件设计将直接影响到变频器的运行性能。本论文介绍了在现场实际运行中变频器的主回路及其控制回路的硬件设计,采用理论计算与实践验证相结合的方法得出器件相关参数,并且针对变频器内外RCD缓冲电路在工作时所产生的电压不平衡作了分析,详细的给出了其缓冲吸收电路算法。 最后,把本文的部分研究结果应用于实际工业现场中,研制了690V/600kW的大功率中压变频器,给出了现场运行结果。运行结果表明该变频器输出波形良好,性能满足要求。
【学位授予单位】:北方工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TM464

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