美國Fairchild仙童變頻器過電壓保護與控制的詳細資料:
美國Fairchild仙童變頻器過電壓保護與控制
電力電子技術向著高電壓、大功率方向的發展使得中性點箝位三電平高壓變頻器拓撲結構的優勢越來越受到人們的重視,相關研究與應用也越來越多、越來越廣。
美國Fairchild仙童變頻器過電壓保護與控制
變頻器有理想的調速性能和明顯的節能作用,其中級聯型高壓變頻器憑借優良的技術和高可靠性,得到了廣泛的應用,并朝著大容量、高性能、冗余設計可靠性等方面快速發展。 然而,受半導體材料的影響,電力電子器件的耐壓始終有限,這不但限制了高壓變頻器過電壓的承受能力,還增加了過電壓保護設計的難度。針對該問題,本論文圍繞高壓變頻器過電壓保護和控制展開了研究。過電壓產生原因的不同,其在高壓變頻器中的作用機理和表現形式也存在一定的差異。對各種過電壓情況的具體分析,可以更清楚的了解到它們對高壓變頻器的影響,為高壓變頻器過電壓保護設計提供良好的理論支持。結合廣泛應用于電力系統過電壓保護的氧化鋅壓敏電阻的特點,本論文認為它能作為中性點箝位三電平高壓變頻器過電壓保護裝置。為了解決單個電力電子器件耐壓低和氧化鋅壓敏電阻殘壓高的問題,結合各種過電壓的表現形式,本論文提出對高壓變頻器中zui重要的逆變部分進行整體過電壓保護的思想,通過對整個逆變部分的過電壓保護,實現對高壓變頻器的過電壓保護。根據三電平變頻器開關狀態,詳細分析了逆變部分耐壓情況,結合實際中性點箝位三電平高壓變頻器系統參數,進行了氧化鋅壓敏電阻選型計算。實驗結果證明了選取的氧化鋅壓敏電阻滿足理論分析參數要求,仿真結果證明了氧化鋅壓敏電阻能對中性點箝位三電平高壓變頻器過電壓進行有效的保護。變頻器是理想的電動機軟啟動裝置,為了使電動機在順利啟動的同時過電流盡可能小,本論文對變頻器的啟動頻率進行了詳細推導計算。結合實際電動機參數的仿真結果證明了變頻器啟動頻率計算的正確性。多相電動機可以實現低壓大功率輸出,為了對多相電動機驅動系統進行改進,本論文提出了一種無輸入變壓器多相電動機高壓變頻器拓撲結構。該多相電動機高壓變頻器無需移相變壓器,減小了系統體積和成本,同時,由于結構的特點,大幅降低了電力電子器件耐壓和功率要求。此外結合獨立定子繞組九相電動機結構特點,進行了詳細的諧波磁勢分析,推導出諧波磁勢的詳細表達式。在此基礎上,對考慮空間諧波磁勢影響的諧波電磁轉矩進行分析,推導出其詳細表達式。為多相電動機設計和多相變頻器控制優化提供了理論依據。
美國Fairchild仙童變頻器過電壓保護與控制
對于傳統多相電動機高壓變頻器而言,高壓變頻器更容易實現模塊化設計,增強了系統的可移植性,易于實現系統冗余。為了配合該多相變頻器,還提出了獨立定子繞組多相電動機結構,仿真結果和低壓九相電動機樣機實驗都證明了無輸入變壓器多相電動機高壓變頻器拓撲結構和獨立定子繞組多相電動機結構的正確性和可行性。
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