igbt高压变频调速电源

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1、技术与应用文章--21ic.com为全体电子工程师全力奉献!!页码，1/3>设计与应用>本文作者：南京东南大学自控系冷增祥（南京210096）来源：《电源技术应用》IGBT高压变频调速电源专题文章：PowerSupply(PS)ofIGBTHigh－voltageFrequencyConversionGovernorIC应用模拟/混合信号摘要：提出用于高压电动机变频调速电源需考虑的串联、谐波和效率等几个问题；介绍由全控型电力电子器件IGBT按多重化PWM控制技术构成、目前已商品化的高压变频器，可用于可编程逻辑

2、器件中、高压交流电动机的直接变频调速。专用集成电路Abstract:Thispaperpointedoutafewproblemsofseries,harmonicand数字信号处理efficiencyetc.,tobeneededconsidering,itintroducedconstructedbyall－controllingpowerelectronicsdeviceIGBTbymeansofmulti－PWMcontrol计算机及通信technology,andthiskindofconverto

3、rcanbetheusedfordirectfrequencyconversiongovernorofmidolle/high－voltageA.Cmotors.电源关键词：交流调速电源高压变频IGBT多重化PWM存储器Keywords:A.C.governor'sPS，High－voltagefrequencyconversion，IGBT,Multi－PWM嵌入式系统1引言测试测量众所周知，电力传动中，交流电动机较直流电动机结构简单、制造容易、价格便宜、维修电子设计自动化方便，因而被大量使用。然而在起动和

4、调速性能方面，交流机较直流机麻烦或困难。消费类电子交流电机的同步转速。可见，只要能连续地改变供电电源的频率f，便能平滑地调节交流电动机的转速（式中p为电机的极对数，只能有级且有限地改变）。由于电力电子技术的发展，现在由电力半导体器件构成的静止式变频器已很成熟，因而交流电动机的变压变频（VVVF）调速已日益普及，其优越性亦广为人们所熟知。但是变频调速至今主要还是应用在中、小容量和低压电机上，而在矿山、冶金、化工、石油、建材等工业部门和水厂、电厂，使用着大量的中、高压风机、水泵、压缩机和搅拌机等，这些机械功率都在

5、几百千瓦以上，有的高达数千甚至上万千瓦，它们消耗的电能是非常可观的。此前，这类机械大多采用恒速交流传动，而以挡板、阀门或空放回流的办法进行输出量的调节，白白损失大量的电能。因此，在这类机械上采用变频调速，根据输出量的要求用电气手段改变输出功率，对节能有着巨大意义。2高压变频调速电源的几个问题（1）串联按理，在装置要求高压而器件耐压能力有限的情况下，可采用器件串联的办法来满足。但是器件的串联使用，因各器件的动态电阻和极电容不同，而存在稳态和动态均压问题。如采取与器件并R和RC的均压措施，会使电路复杂，损耗增加；

6、同时，器件串联对驱动电路的要求也大大提高，要尽量做到串联器件同时导通和关断。否则，由于各器件开、断时间不一，承受电http://www.21ic.com/info/images/pst/200007/7-4.htm2003-10-21技术与应用文章--21ic.com为全体电子工程师全力奉献!!页码，2/3压不均，会导致器件损坏甚至整个装置崩溃。（2）谐波这是所有交直交变频器的共同问题，但是在大功率变频调速中更为突出。谐波污染电网，将殃及同一电网上的其它设备，甚至影响电力系统的正常运行，谐波电流也使电机发热，

7、损耗增加，功率因数下降，不得不?降额?使用。（3）效率装置功率愈大，效率问题也愈益重要。为提高效率，必须设法尽量减少功率开关器件和变频电源中的损耗。基于上述几方面的考虑，用全控型电力电子器件IGBT组成的、用于交流电动机变频调速的高压变频器，采用"功率单元"串接的新型结构，即用多个低压的脉宽调制（PWM）逆变器作功率单元，将它们按多重化格式组成高压变频器，能较好地解决这几个问题。3IGBT高压变频器图1（a）,(b)是一台6000V变频器的主电路拓朴和连接图。每相由5个额定电压为690V的功率单元串联，因此相

8、电压为5×690V=3450V，所对应的线电压为6000V（如果每相用4个480V的功率单元串接时，输出线电压则为3300V）。每个功率单元由输入隔离变压器的15个二次绕组分别供电，15个二次绕组分成5组，每组之间存在一个相位差。图1(b)中以中间△接法为参考（0°），上下方各有两套分别超前（＋）和滞后（－）12°,24°的4组绕组。所需相差角度可通过变压器的不同联接组别来实现。图1中的每个功率单元