电力推进船舶三电平变频调速电源研制.pdf

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1、第45卷第12期电力电子技术Vo1．45，No．122011年l2月PowerElectronicsDecember2011电力推进船舶三电平变频调速电源研制聂振宇(浙江海洋学院，浙江舟山316000)摘要：介绍了用于电力推进船舶系统中的三电平变频调速电源装置的研制。整套变频电源装置由主控芯片TMS320LF2407控制，采用IGBT功率模块作为开关器件，采用转速闭环转差频率控制。逆变电路部分采用二极管箝位的三电平电路，利用三电平SVPWM方法。构造出正二十四边形电压矢量来使电机定子磁链运动轨迹逼近圆形

2、。利用短矢量两个等效开关状态的切换来维持三电平逆变电路电容电压平衡，减小电容电压变化。整个变频电源装置具有结构简单，工作可靠，功能完善，输出电压谐波含量少等优点。关键词：电源；变频调速；船用逆变电源；电力推进船舶中图分类号：TN86文献标识码：A文章编号：1000—100X(2011)12—0126—03DevelopmentofThree-levelVariable·frequencyPowerSupplyDeviceofElectricPropulsiveShipNIEZhen—yu(Zhejian

3、goceonUniversity，Zhoushan316000，China)Abstract：Thepaperpresentsthedesignofthree—levelvariable-frequencypowersupplydevicewhichisusedinpropulsionsystemofelectricpropulsiveship．Thevariable—frequencypowersupplydeviceiscon~olledbythemainchipTMS320LF2407，andit

4、usesIGBTpowermoduleasswitchingelement，androtatespeedcloseloopandslipfe—quencycontrollingmethodareused．Theinverterpartisthediode—neutralpointclampedthree—levelcircuit，anditadoptsthree·levelSVPWMmethod，whichstructureregulartwenty-fourpolygonspacevoltagevec

5、tortomakemovementlocusofmotorstatorfluxlinkagetobesimilartorotundity．Inordertokeepthecapacitivevoltageofthree—levelin-verterbalance，andcutdownthevariablequantityofcapacitive，itadoptsthemethodthattwoequivalentswitchstateofshortvectorworkalternatively．Thew

6、holevariable—frequencypowersupplydevicehassomestrongpointssuchasstructuresimple，workingreliably，functionalintegrityandlessharmoniccontentofoutputvoltage，etc．Keywords：powersupply；variable—frequency；inverterpowersupplyofship；electricpropulsiveship1引言2二极管中点

7、箝位式三电平逆变器随着电力电子技术日新月异的发展以及大功二极管中点箝位式三电平三相半桥式逆变电率交流电机变频调速技术的日趋成熟，船舶电力路结构如图1所示。在此仅画出单相桥臂(u相)。推进技术在国内外受到了高度重视并得到了快速图中由4个IGBT与反并联二极管构成开关器件。发展【“，特别是变频电源已从中小容量发展到大容量。对于大容量变频电源，以往主要采用GTO，但GTO驱动和缓冲电路非常复杂且驱动功率很U大，开关频率不高，变频调制方式受到限制，难以获得性能优良的变频电源。由于IGBT驱动电路简单，驱动功率小

8、且开关频率高，能够采用多种调制方式。因此采用IGBT构成的多电平变频器(特别图1二极管筘位式三电平逆变器结构图是三电平逆变器)开始得到逐步应用。以电容C和C中间电位作为参考零电位，当开关器件VT，VT：导通，VT，，VT4关断时(此开关定稿日期：2011一O8—30状态定义为“1”)．U相输出相对于参考零电位的作者简介：聂振宇(1981一)，男，江西南昌人，硕士研究生，电压为／2；当开关器件VT2，VT3导通，VT，，VT4研究方向为船舶电