文档介绍：中南大学
硕士学位论文
中压五电平单元级联变频器的研究与设计
姓名:敬华兵
申请学位级别:硕士
专业:电力电子与电力传动
指导教师:廖力清
20080605
摘要随着国民经济的快速发展,中压大功率变频器的研究与应用正成为电力电子行业一个新的研究方向。在大功率变频器领域,多电平变频器具有许多独特的优点,其中级联式多电平变频器是多电平变频器一种最具有发展前途的类型,该类变频器单元几乎全采用三电平判偷ピ!1文研究工作获得国家“奔苹翁狻暗缁淦档魉傧低车募捎呕术研究钅恐С牛勘晔茄芯坑肷杓浦醒刮宓缙焦β实ピ<读1淦灯鳌这种变频器所需单元数比较传统三电平单元级联型变频器大大减少,输出波形质量更好。论文介绍了五电平功率单元级联变频器的主电路拓扑结构特点、探讨了输入移相整流技术,运用坐标变换的方法推导和分析了单元级联变频器及异步电机矢量控制系统的数学模型。研究和比较了级联式变频器的几种惴ǖ奶氐悖⒀∪≡夭ㄏ嘁撇愕旌螾方式为变频器的控制方式。提出了三点式五电平功率单元的开关控制策略,以及单元平衡控制的解决方案。并研究了矢量控制方法在中压级联变频器系统的应用。研究和完成了控制系统的软件、硬件方案设计,对于系统的两级旁路保护与实现、在线故障识别系统,疌哂嗫刂葡低车裙丶际进行了研究。同时对采取该变频器供电的异步电机刂葡低澈鸵步电机矢量控制系统分别进行了仿真研究,成功研制了中压五电平单元级联变频器样机。在不同负载和不同实验条件下对变频器样机进行了满功率大电流实验,结果表明五电平功率单元级联变频器输出稳定,动态响应好,得到了满意的预期效果。论文最后对研究工作进行了总结,并提出了一些需要进一步探讨和解决的问题。关键词级联变频器;皇噶靠刂疲还收
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:列年曲蜘学位论文版权使用授权书原创性声明本人声明,所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了论文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名:本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。
第一章绪论节能量来长期支持国民经济快速、健康、持续的发剧。课题研究背景术政策对我国的工业与经济发展有着重要的影响。交流电机变频调速是当今节约交流调速传动系统的应用也越来越广泛。特别是在中压调速领域,大量的直接工根据统计,我国现有的~的大功率中压交流电机大我国电动机总装机容量约亿千瓦,占全国总耗电量的%ァ6用户对中压电机带动的风机、水泵负载进行调速也是基于工艺上的需要。高中压异步电机带动的风机、水泵负载在各个行业内都有广泛装备与应用。例目前,我国正处于经济高速发展时期,在我国工业发展的过程中,大量的中压大功率交流电机得到了广泛应用。我国的现实国情决定了节能减耗作为一项技电能,改善生产工艺流程,提高产品质量,以及改善运行环境的一种主要手段,频起动和中压异步电机的应用使得业界对于中压调速装置的的需求尤为旺盛。在能源日趋紧张的今天,节能作为一项重要的技术政策,对国民经济的发展具有深远的影响。在“十五诩洌揖吞岢隽瞬欢咸岣吣茉蠢眯屎托б的节能目标,而节能工作的重点则放在推行量大面广的节能技术上。其中一项重要措施就是要逐步实现电动机、风机、泵类设备和系统的经济运行,发展电机调速节电和电力电子节电技术,只有这样才能以较低的能源消费弹性系数和较大的多采用直接启动方式,采取阀门调节或液力耦合方式运行调速,电能消耗惊人,占整个行业耗电量的%以上。%左右的电机需要变负荷运行。这些电机采用变频调速后,节能率可达%~%,平均在%左右。尤其是在大功率风机、水泵类机械中,如果采用中压大功率变频调速装置进行调速控制,取代传统的挡风板、节流阀来控制风量或流量,可以取得相当显著的节能效果。但我均比国外低霭俜值悖缁捅玫男率要比发达国家低ァ%,整体的电机驱动系统运行效率比国外低近%压变频调速装置具有极高的调速精度,足以满足调速工艺的需要,由此带来的附加节能效益也是相当可观的。电动机的故障统约有%是由启动时的大电流及对绕组上的过大电磁力直接引起的,定子绕组接头开焊、转子鼠笼断条等缺陷也与启动冲击有关,因而短的检修周期带来的检修费用也相当可观【。