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美國Fairchild仙童變頻器過電壓保護(hù)與控制
電力電子技術(shù)向著高電壓、大功率方向的發(fā)展使得中性點(diǎn)箝位三電平高壓變頻器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)勢越來越受到人們的重視,相關(guān)研究與應(yīng)用也越來越多、越來越廣。

美國Fairchild仙童變頻器過電壓保護(hù)與控制
變頻器有理想的調(diào)速性能和明顯的節(jié)能作用,其中級(jí)聯(lián)型高壓變頻器憑借優(yōu)良的技術(shù)和高可靠性,得到了廣泛的應(yīng)用,并朝著大容量、高性能、冗余設(shè)計(jì)可靠性等方面快速發(fā)展。 然而,受半導(dǎo)體材料的影響,電力電子器件的耐壓始終有限,這不但限制了高壓變頻器過電壓的承受能力,還增加了過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)的難度。針對(duì)該問題,本論文圍繞高壓變頻器過電壓保護(hù)和控制展開了研究。過電壓產(chǎn)生原因的不同,其在高壓變頻器中的作用機(jī)理和表現(xiàn)形式也存在一定的差異。對(duì)各種過電壓情況的具體分析,可以更清楚的了解到它們對(duì)高壓變頻器的影響,為高壓變頻器過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)提供良好的理論支持。結(jié)合廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)過電壓保護(hù)的氧化鋅壓敏電阻的特點(diǎn),本論文認(rèn)為它能作為中性點(diǎn)箝位三電平高壓變頻器過電壓保護(hù)裝置。為了解決單個(gè)電力電子器件耐壓低和氧化鋅壓敏電阻殘壓高的問題,結(jié)合各種過電壓的表現(xiàn)形式,本論文提出對(duì)高壓變頻器中zui重要的逆變部分進(jìn)行整體過電壓保護(hù)的思想,通過對(duì)整個(gè)逆變部分的過電壓保護(hù),實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓變頻器的過電壓保護(hù)。根據(jù)三電平變頻器開關(guān)狀態(tài),詳細(xì)分析了逆變部分耐壓情況,結(jié)合實(shí)際中性點(diǎn)箝位三電平高壓變頻器系統(tǒng)參數(shù),進(jìn)行了氧化鋅壓敏電阻選型計(jì)算。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了選取的氧化鋅壓敏電阻滿足理論分析參數(shù)要求,仿真結(jié)果證明了氧化鋅壓敏電阻能對(duì)中性點(diǎn)箝位三電平高壓變頻器過電壓進(jìn)行有效的保護(hù)。變頻器是理想的電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)裝置,為了使電動(dòng)機(jī)在順利啟動(dòng)的同時(shí)過電流盡可能小,本論文對(duì)變頻器的啟動(dòng)頻率進(jìn)行了詳細(xì)推導(dǎo)計(jì)算。結(jié)合實(shí)際電動(dòng)機(jī)參數(shù)的仿真結(jié)果證明了變頻器啟動(dòng)頻率計(jì)算的正確性。多相電動(dòng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)低壓大功率輸出,為了對(duì)多相電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn),本論文提出了一種無輸入變壓器多相電動(dòng)機(jī)高壓變頻器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。該多相電動(dòng)機(jī)高壓變頻器無需移相變壓器,減小了系統(tǒng)體積和成本,同時(shí),由于結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),大幅降低了電力電子器件耐壓和功率要求。此外結(jié)合獨(dú)立定子繞組九相電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn),進(jìn)行了詳細(xì)的諧波磁勢分析,推導(dǎo)出諧波磁勢的詳細(xì)表達(dá)式。在此基礎(chǔ)上,對(duì)考慮空間諧波磁勢影響的諧波電磁轉(zhuǎn)矩進(jìn)行分析,推導(dǎo)出其詳細(xì)表達(dá)式。為多相電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和多相變頻器控制優(yōu)化提供了理論依據(jù)。

美國Fairchild仙童變頻器過電壓保護(hù)與控制
對(duì)于傳統(tǒng)多相電動(dòng)機(jī)高壓變頻器而言,高壓變頻器更容易實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì),增強(qiáng)了系統(tǒng)的可移植性,易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)冗余。為了配合該多相變頻器,還提出了獨(dú)立定子繞組多相電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，仿真結(jié)果和低壓九相電動(dòng)機(jī)樣機(jī)實(shí)驗(yàn)都證明了無輸入變壓器多相電動(dòng)機(jī)高壓變頻器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和獨(dú)立定子繞組多相電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的正確性和可行性。