多电平高压变频器的开发和仿真研究

论文摘要

高压变频器是使高压电动机实现无级调速,满足生产工艺过程对电动机调速控制要求的专用电气设备。本文目的在于针对大中型企业中实际落后的电机驱动系统,及目前在国内生产大功率IGBT(IGCT)变频器能力很弱的情况下,开发大功率高频高压变频器。本文以6KV高压变频器开发为研究背景,主要工作是变频器控制系统的开发以及变频器的主电路开发。前者的关键技术在于采用新型的专用微处理器,解决多CPU的并行运行问题,结合大规模可编程逻辑电路的运用,同时输出30路PWM控制信号,采用光纤通讯技术来传输所有的测量﹑保护及通讯信号,采用嵌入式软件技术,兼容现场总线,实现对变频器的智能控制。后者的关键技术在于可靠性研究;应用IGBT(IGCT)功率器件,进行三相三电平PWM整流器和逆变器的开发与设计,在原有成熟的低压变频器技术应用的基础上,进行多路连接仿真实验。

论文目录

• 提要
• Abstract
• 第一章 序言
• 1.1 多电平高压变频器开发和仿真研究的实用价值与理论意义
• 1.1.1 高压变频器的国内外现状、发展趋势及市场需求
• 1.1.2 高压变频器的分类和比较
• 1.2 课题的意义及方案的确定
• 1.3 本文要解决的主要问题
• 第二章 多电平PWM 电压源型变频器
• 2.1 原理介绍
• 2.2 整流单元
• 2.3 功率单元
• 2.4 PWM 脉冲触发
• 2.5 变频器输出对电动机的影响分析
• 2.6 本章小结
• 第三章 多电平高压变频器硬件设计
• 3.1 功率单元的选型和设计
• 3.2 主电路板的设计
• 3.3 中间电路板的设计
• 3.4 单元板电路设计
• 3.5 光纤通信设计
• 3.6 本章小结
• 第四章 高压变频器的仿真研究
• 4.1 触发信号的仿真
• 4.1.1 正弦波发生模块
• 4.1.2 三角波发生模块
• 4.1.3 脉冲发生模块
• 4.1.4 mypulse 脉冲发生模块的封装
• 4.2 一个功率单元的仿真
• 4.2.1 三相电源的模型
• 4.2.2 单个功率单元仿真
• 4.3 单相仿真
• 4.3.1 仿真模型说明
• 4.3.2 带阻抗负载时变频器输出的电压、电流波形
• 4.4 不带电动机的变频器仿真
• 4.5 带有电动机的变频器仿真
• 4.5.1 不变频仿真
• 4.5.2 变频仿真
• 4.6 本章小结
• 第五章 高压变频器的控制系统和软件设计
• 5.1 控制芯片介绍
• 5.2 关于PWM 波形的生成
• 5.3 控制系统的设计和分析
• 5.3.1 控制电路结构
• 5.3.2 设计方案分析
• 5.3.3 控制系统结构
• 5.3.4 DSP 程序设计
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结
• 参考文献
• 攻读学位期间公开发表的论文
• 致谢