基于单元IGBT驱动故障状态下的高压变频器旁路运行技术研究

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1、西南交通大学硕士学位论文基于单元IGBT驱动故障状态下的高压变频器旁路运行技术研究姓名：甘祥彬申请学位级别：硕士专业：电气工程指导教师：郭世明；崔杨2012-10摘要众所周知，在我国大量地使用着6kV、10kV电压等级的电动机，与之配套的变频器在国际上称为中压变流器。但由于我国习惯称上述电动机为高压电动机，所以国内又将中压变频器称为高压变频器，本文也使用国内的习惯称谓。国内高压变频器主要使用级联式拓扑结构，它是由大量相同的功率单元按照一定规律组成。为了减少功率单元内部发生的各类故障导致的系统停机，功率单元旁路运行技术被广泛采用

2、。很多公司在此方面也拥有各自的专利技术，最突出的是：功率单元主回路IGBT旁路及自恢复技术(专利号：200620035656)。据我所收集的信息所知，该技术只能针对过热、过压等故障使用，而受硬件及软件的限制，在出现了IGBT驱动故障情况下，该技术则不能让功率单元进入旁路运行状态。对此，在出现IGBT驱动故障情况下，为了达到功率单元也能进入旁路运行状态的目的，提出了本文的研究课题。本文对高压变频器的发展现状、基本工作原理及旁路运行方式进行了简要介绍。在对单元驱动故障的检测原理、产生原因进行分析后，认为在某些单元IGBT驱动故障情

3、况下，高压变频器系统可以进入旁路运行状态。为实现该功能，提出了硬件及软件上的解决方案，包括：单元驱动板的硬件改进、单元控制板的软件及硬件改进、主控系统软件改进。为安全有效地对该解决方案进行验证，开发设计了一套实验工装。此工装由控制部分及驱动部分构成。随后，根据该工装的功能，提出了基于功率单元控制驱动板件、基于功率单元、基于高压变频器实验系统的实验方案。最后，利用实验工装对之前提出的软件及硬件设计方案进行测试、分析及验证，得出了在单元驱动故障情况下，系统可以进入旁路运行状态的结论。关键词：高压变频器IGBT驱动故障旁路运行试验工

4、装AbstractAsisknowntoall，alotof6kV,lOkVmotorswareusedinourcountry,auxiliaryinverterininternationalwascalledmediumvoltageconverter．Butbecauseweusedtosaythesemotorsarehighvoltagemotors，SOweputthemediumvoltageinvertercalledthehighvoltageinverter，thispaperalsousethehabit

5、ofdomesticappellation．Domestichighvoltageinvertermainlyusedcascadetopologystructure；itismadeofanumberofthesamepowerunitofaccordingtocertainrules．Inordertoreducethesystemstopduetoallkindsoffaultshappenedinthepowerunit，thepowerunitbypassoperationtechnologyhasbeenwidel

6、yused．Manycompaniesalsohavetheirpatenttechnologyinthisrespect，themostoutstandingis：thepowerunitofmainloopIGBTbypassandself-recoverytechnology(patentnumber：200620035656)．Accordingtomycollectionofinformation，thistechnologyonlycanbeaimedatover-heming，over-voltagefault；

7、becauseofthelimitsofthehardwareandsoftware，inthesituationoftheunitIGBTdrivefaultappearing，thesystemcan’tenterthebypassoperationstate．Tothis，incaseofIGBTdrivefaultsituation，inordertoachievethepurposeofpowerunitalsoCanenterthebypassopermionstate，theresearchsubjectofth

8、ispaperwastoputforward．Inthispaper,thepresentdevelopmentsituation，thebasicworkingprincipleandthebypassoperationmodeofthehighvoltageinverte