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美國Fairchild仙童單中壓大功率變頻器的研究與設計
近年來隨著電氣傳動技術的發展，大功率中壓變頻器已成為交流調速研究的熱點之一。采用中壓變頻器實現中壓電機的無級調速，可以有效地節約能源，提高產品的產量和質量，大幅降低生產成本，其市場潛力巨大，應用前景廣闊。

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本文從現有的中壓變頻器主回路拓撲入手，對6kV/400kW等級的單元串聯型中壓大功率變頻器進行了詳細的分析和闡述。 首先在理論上分析了單元串聯載波移相式PWM調制的機理，使用基于MATLAB6.5的Simulink軟件進行建模與仿真研究。并在仿真結果的基礎之上將一種高性能的V/f控制方案引入了中壓變頻系統。通過矢量補償定子壓降、轉差補償及對電機電流的限制控制，實現了具有良好低頻性能和防“跳閘”等功能的V/f控制方案。 同時，本文通用變頻器的時隙、連接子的概念運用到中壓變頻器領域，增加了系統的可變性，自由性和方便性，針對實際應用要求設計具有系統組態功能的模塊化軟件。本論文著重對控制軟件的幾個重要功能進行了分析討論，這些重要功能模塊有：控制字和狀態字、順序控制、V/f曲線、瞬時停電再啟動、通訊功能和工藝調節器等。另外，本文還提出了一種基于電壓補償的輸出自動穩壓算法。 中壓變頻器在實驗室設計模型為一臺6kV/22kW裝置，實際設計為6kV/400kW的變頻裝置。本文還給出了實驗室調試結果及分析數據，由實驗結果表明，該中壓變頻器能夠安全、穩定地運行。同時裝置輸入、輸出諧波分量很低，抗干擾能力達到4級抗干擾等級。
為了提高冶金原料吊車的運行能力，本文給出了變頻器驅動系統。PLC及變頻器是該系統的重要組成單元，各單元之間通過現場總線PROFIBUS-DP組成冶金原料吊車的控制系統。運行結果表明，該系統不僅具有快速的響應性，而且具有高可靠性、高靈活性、可擴展性等優點。公司變頻傳動產品包括MASTERDRIVESVC/MC和MICROMASTER兩大類。前者是工程用變頻器，而后者是通用變頻器。在我廠新安裝50T原料交流吊車中，起升機構的驅動裝置使用的是6SE7031系列裝機裝柜型工程用變頻器，而平移機構的驅動裝置使用的是6SE6440系列通用變頻器。單元級聯型多電平變頻器拓撲結構不需要大量的鉗位二極管或電容，也不存在中間直流電壓中性點偏移問題；采用模塊化安裝，易于擴展和維修，并具有冗余功能。現已廣泛應用于風機、泵類負載調速場合，取得很好的節能效果。級聯型多電平變頻器控制策略除了采用載波相移PWM技術外，階梯波算法也是一種比較好的控制策略。因為階梯波算法開關頻率低，效率高，而這一點對于大功率場合尤為重要。基于此，本文對幾種階梯波算法進行分析和研究，并給出相應的頻譜分析和諧波總含量計算。

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變頻器是交流調速的一種重要手段，并且以其可靠性和很強的抗干擾能力在工業生產中取得了越來越廣泛的應用。它本身所帶的顯示面板具有簡單、高效的特點，但卻有專業化，操作不夠方便直觀的缺點，而且它在數據的處理，計算，保存等諸多方面存在著弱點。