高壓變頻器和電子電力變壓器共模電壓研究.pdf

1、大功率電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用已越來越廣泛。高壓、大功率變頻調(diào)速技術(shù)是解決傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方式帶來的能源浪費(fèi)問題的最有效手段之一。電子電力變壓器作為一種新型的電力變壓器，具備滿足未來電力系統(tǒng)諸多新要求的潛力。 變換器作為電機(jī)供電電源時(shí)，其產(chǎn)生的共模電壓給電機(jī)帶來了很多負(fù)面影響，導(dǎo)致電機(jī)壽命的減少以及相應(yīng)工業(yè)成本的增加。研究共模電壓特性以及抑制共模電壓的措施具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本文首先介紹了高壓變頻器的基本組成和工作原

2、理，指出了通用型交-直-交變頻器的優(yōu)點(diǎn)，介紹了幾種應(yīng)用廣泛的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。分析了通用型交-直-交變頻器兩電平逆變器和三電平逆變器產(chǎn)生共模電壓的機(jī)理。通過對(duì)共模電壓回路的分析得出了變換器共模電壓與電機(jī)共模電壓的關(guān)系，從而將對(duì)電機(jī)共模電壓的研究轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)變換器共模電壓的研究。在抑制共模電壓措施方面主要從硬件和軟件兩個(gè)角度進(jìn)行介紹，其中對(duì)硬件措施的介紹又從有源和無源兩個(gè)方面進(jìn)行，文中列舉了幾種典型的硬件措施結(jié)構(gòu)，并簡要說明了其工作原理。軟件措施側(cè)重

3、于變換器本身共模電壓的降低或消除策略，針對(duì)三電平變換器，分別從正弦脈寬調(diào)制（Sinusoidal Pulse Width Modulation，SPWM）策略和空間矢量調(diào)制（Space Vector Modulation，SVM）策略兩方面介紹共模電壓的抑制措施。為研究基于三電平中性點(diǎn)箝位(neutral point clamped，NPC)逆變器的高壓變頻器采用SPWM策略時(shí)SPWM死區(qū)對(duì)共模電壓的影響，推導(dǎo)得到逆變器不帶吸收回路空載

4、條件下不同方式設(shè)置死區(qū)后逆變器輸出共模電壓的表達(dá)式，并對(duì)其進(jìn)行了分析。進(jìn)一步研究了逆變器帶感性負(fù)載以及開關(guān)器件帶RC吸收回路條件下死區(qū)設(shè)置對(duì)逆變器輸出電壓以及輸出共模電壓的影響。最后，利用MATLAB對(duì)以上問題進(jìn)行了仿真研究。 此外，本文還介紹了電子電力變壓器的基本原理及其特點(diǎn)，給出了一種典型的電子電力變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在此結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上研究電子電力變壓器的共模電壓產(chǎn)生及消除策略，并指出所提策略的局限性以及存在的問題，同時(shí)對(duì)相關(guān)問題