单元串联型多电平高压变频器的研究与设计

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1、分类号：!、竺!塑密级：——一单位代码：—地呈量里一学号：衄脚蜘盟33夺肥工学火警HefeiUniversityofTechnology硕士学位论文MASTERDISERTATIoN论文题目：单元串联型多电平高压变频器的研究与设计学位类别：——兰型耍堕圭学科专业：(工程领域)皇垄鱼量与皇丝鼬作者姓名：导师姓名：完成时间：刘宁苏建徽教授2006年5月单元串联型多电平高压变频器的研究与设计摘要目前，阻碍变频调速技术在高压大功率交流传动中推广应用的主要问题有两个：一是我国大容量(200KW以上)电动机的供电电压高(6KV、10

2、KV)，而组成变频器的功率器件的耐压水平较低，造成电压匹配上的难题：二是高压大功率变频调速系统技术含量高，难度大，成本也高，从而造成经济效益上的难题。本文所研究的单元串联型多电平高压变频器较好地解决了这两方面的问题。本文所做的具体工作如下：(1)在分析比较了高压变频器的几种主电路拓扑结构的优缺点之后，结合实际情况，确定了本系统的设计方案一单元串联型多电平高压变频器。(2)完成了单元串联型多电平高压变频系统的硬件设计，采用载波相移SPWM技术作为本系统的控制方法。同时，采用触摸屏技术实现变频器的监控子系统。完成了监控子系统

3、的功能参数设定、数据读取、故障监控以及与主控板通讯等功能。(3)实现了多路光纤转接的CPLD逻辑设计。在研究了光纤技术及CPLD技术的基础上，通过在光纤转接板上采用可编程逻辑器件EPM7064SLC44．10，方便地实现了主控系统对各单元的同步协调控制以及主控系统与功率单元间的强弱电隔离。(4)主控系统采用双DSP结构，通过CAN总线实现双DSP间的通讯。这样不仅使主控系统实现了双串VI通讯，还使其具有了扩展的CAN接口，有利于拓宽系统的开放性。且该方案实现起来简单、成本较低。关键词：单元串联，多电平，载波相移SPWM，

4、光纤，CANResearchanddesignofthecellseriesmulti—levelhighvoltagefrequencyinverterABSTRACTAtthepresenttime，therearetwoprimaryproblemsblockedthetechnologyofVariableFrequencyVariableSpeed(VFVS)applyingforhigh-volmge，great—powerACdrivesystemwidelyTheyare：1)Inourcountry,t

5、hevoltageappliedforgreat-powerelectromotors(220KW)ishigh(6KV,10KV)，butthesustainingvoltageofpowerdevicesislow,sothereisadifficultprobleminvoltagematching．2)Thehigh-voltage，great·powerVFVSisverydifficult．Itneedhighcostandhightechnology,SOthereisadifficultproblemab

6、outeconomicbenefit．Thehighvoltageinverterwithmultilevelunit-cascadedconnectionwhichisresearchedinthispaperCanresolvethetwoproblemsfinely．Themaincontentinthispaperis：1、．Analyzedsomebasictopologyofhigh-voltageconvertersandcomparedtheirexcellenceanddefect．Then，accor

7、dtoactualsituation，theresearchingproject·一thecellseriesmulti-levelhighvoltage行equencyinverterwasascertained．2)．Thispapercompletedthehardwaredesignofsystem，adoptedCarrierPhase—shiftedSPWMtechniqueasthecontrolmethod．Atthesametime，thetouchscreentechniqueWasadoptedto

8、realizesomefunctionoftheconverter'smonitoringsystem．31．Completedthedesignofmulti-fibers’connectionwithCPLDtechnique．AfterresearchingthenberandCPLD．thechipEPM70