单元级联型高压变频器开题报告

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1、单元级联型高压变频器的研究1、高压变频器技术的概述随着电气传动技术的发展，尤其是变频调速技术的日益进步，作为大容量传动的高压变频调速技术也得到了广泛的应用。高压电机利用高压变频器可以实现无级调速，满足生产工业过程对电机调速控制的要求，既可提高产品的产量和质量，又可大幅度节约能源，降低生产成本【1】【2】。我国有大量大功率传动机械，如大功率风机、泵类电机等大都由高压电网供电，由于多采用直接恒速拖动，装置裕量较大，运行时负荷率低，能耗太大。这些功率传动机械若采用调速传动，通过改变转速来调节流量和压力，可以节约大量的电能，据统计，平均节电率可达30%～68%。因此，高性能的

2、高压大功率变频调速装置的市场潜力巨大，应用前景十分广阔【3】。在交流调速领域，低压变频器的研究和应用已经相当成熟，而高压变频器则以其广阔的应用前景和巨大的市场要求，以及高压变频调速存在的技术难度大、技术容量高等特点，成为近年来交流调速的研究热点之一【4】【5】。高压变频器和低压变频器存在许多不同之处，主要表现在：（1）低压变频器技术已经十分成熟，电路拓扑结构单一，而高压变频器技术正处于发展完善当中，出现了多种电路结构，各有优缺点。（2）低压变频器已经形成通用产品系列，并做到技术规格国际化，而高压变频器尚待完善，世界著名的电气公司在高压变频器方面展开着激烈的竞争。（3）

3、由于功率器件的耐压水平不断提高，低压变频器不需要功率器件的串联，而高压变频器仍在为耐压问题寻求解决方案。（4）低压变频器应用简便，而高压变频器需要在应用中解决相应技术问题。（5）低压变频器产品已系列化，单位容量价格较便宜，趋于稳定，而高压变频器单位容量价格较贵，初期投资大，并且不同厂家的价格差异也较大。（6）在高压变频器中要解决绝缘，高低压隔离及控制信号传递等问题。以前的高压变频器由可控硅整流、可控硅逆变等器件构成，控制复杂，谐波大，对电网和电机都有影响。近年来，发展起来的一些新型器件，如IGBT、IGCT、SGCT等等改变了这一现状，由它们构成的高压变频器，性能优异

4、，可以实现PWM逆变，甚至是PWM整流。不仅具有谐波小，功率因数也有很大程度的提高【6】。能源是工业的命脉，电力是工业的基础。高性能高可靠的高压变频器市场潜力巨大，应用前景十分可观。尽快推出新一代高性能高压变频器，对提高我国大容量高压电机调速水平，提高产品的产量和质量，大幅度降低能耗，节约能源、治理环境污染等方面具有非常重要的经济效益【7】。2、国内外研究现状上世纪末以前，高压大功率变频器都采用国外进口品牌。如美国罗克韦尔公司的PowerFlexTM7000高压变频器，是采用SGCT功率器件串联的交一直一交电流源型变频器，与电动机的特性有关，调试比较困难，并且du/d

5、t较大，对电机的绝缘影响较大，是进入我国火电厂节能改造工程最早的产品。总的来说，国外各大品牌的变频器生产商，均形成了系列化的产品，其控制系统也已实现全数字化。儿乎所有的产品均具有矢量控制功能，同时完善的工艺水平也是国外品牌的一大特点【8】。目前，在发达国家，只要有电机的场合，就会同时有变频器的存在。其现阶段发展情况主要表现如下：（1）技术开发起步早，并具有相当大的产业化规模。（2）能够提供特大功率的变频器，目前已超过10000kW。（3）变频调速产品的技术标准比较完备，相关的配套产业及行业初具规模。（4）能够生产变频器中的功率器件，如工IGBT、IGCT、SGCI等。

6、（5）产品国际化，当地化加剧。国外产品的共性是质量好，可靠性高，但价格也很高，且对我国电网的适应能力差，用户界面差(需要汉化)，售后服务响应差。备品备件供应差，且价格昂贵。以上因素给国内用户带来很大的不便。我国高压变频器市场潜力巨大，应用前景十分广阔，目前国内在高压变频调速领域展开了积极的研究。早在1997年，国内企业就独立研制成功了国内第一台单元串联多电平的6kV高压变频产品，之后的10余年时间里，国内学术界、产业界、政府有关部门、用户对高压变频技术投入了巨大的精力，使得高压变频器发展态势迅猛。进入新世纪以来，国产高压变频器企业迅速崛起，并以惊人的速度占领市场。这将

7、对我国高压变频器品牌占领国内市场起到积极的作用，并为我国创建节约型社会送来强劲的东风【9】。目前国外各公司高压变频器的产品和技术相对成熟，但尚未形成统一的拓扑电路。而是各厂商根据目前现有的不同的电压耐量的不同的功率器件，针对高压应用条件的要求，采用不同的主电路拓扑结构，都研制出了各自的变频器产品。虽然在性能指标上各有差异，但都较为成功地解决了中高压大容量的问题。其中国际上比较知名的变频器产品主要有：美国洛宾康(ROBINCON)公司生产的完美无谐波变频器，美国洛克威尔(ROCKWELL)公司生产的A一B(ALLEN一BRADLEY)品牌Bulleti