高压变频器PLC监测保护系统的功能设计和实现

在工业应用中对高压大容量变频调速装置的需求越来越迫切,开发直接高压变频器,是一种技术含量高,开发难度大的高新技术.介绍了三电平IGCT直接高压变频器的工作原理和典型系统配置,总结了高压变频器的起动、停止和旁路等运行逻辑和联锁逻辑;设计了高压变频器的可编程序控制器(PLC)监测保护系统,阐述了系统的设计思想和实现过程中涉及的几个典型技术关键及其解决办法.系统设计具有一定的通用性,希望能够对高压变频器的设计、研制和使用提供参考.     

基于IGCT的中心点钳位型三电平高压变频器直流环节研究

将IGCT串联技术应用于中性点箝位型三电平高压大功率变频器，研究了变频器直流环节（包括限流电感、箝位电容及限流电阻）对变频器安全运行的影响。通过分析三电平结构的开关暂态过程，建立了变频器暂态开关数学模型，并设计了直流环节部分的限流电抗。在综合考虑三电平的开关过程、直流限流电感的大小及IGCT过压能力的基础上，研究了直流箝位电容对变频器逆变侧持续性直流电压的影响，并推导了直流箝位电容及限流电阻的设计要求。基于PDPWM调制方式，分析了限流电阻对死区时间、最小脉宽及开关频率对开通及关断di/dt的影响，并基于IGCT5SHX14H4502文中设计了6kV、2.5MW二极管箝位型三电平中压变频器直流环节，并通过了6kV高压试验的检验，仿真结果验证了所选参数的有效性。     

基于IGCT的高压大容量三电平变频调速系统的研制应用

本文介绍了"基于IGCT的高压大容量三电平变频调速系统"的立项背景、研制历程和取得的技术成果,并阐述了该系统含有的一些主要的关键技术和应用情况。     

基于IGCT三电平多相同步电动机调速系统的电枢反应

多相同步电动机的电压矢量、电流矢量及其相关参数众多,使得多相同步电动机的调速控制比普通三相电机的控制复杂得多.本文对自主研制的基于IGCT(集成门极换相晶闸管)的1MW、十二相三电平同步电动机调速系统进行了试验研究,分析了调速系统采用电流滞环控制方式下产生的电压和电流波形;并采用二维有限元法计算了电机运行时的电磁场,研究了多相电机电枢反应对电机磁场、相反电动势的影响.试验验证了理论分析的正确.     

高压变频器中IGCT的快熔保护

提出利用快速熔断器来实现高压变频器中IGCT器件的保护,在对高压变频器三电平逆变回路发生的“直通”故障分析基础上进行快熔计算选择,并分析所选快熔特性,最后给出结论。     

中性点箝位型三电平高压变频器实验分析

基于集成门极换向晶闸管(IGCT)串联的中性点箝位型三电平高压大功率变频器中,变频器直流环节(包括限流电感、箝位电容及限流电阻)参数设置合理与否关系到高压变频器的安全运行.文中分析了直流环节的时间常数大于和小于脉宽调制的死区时间的IGCT开关特性,从而得出在直流限流电路的时间常数小于PWM调制的死区时间,IGCT开通时的di/dt相对较小,反之,则di/dt相对较大并有可能损坏器件.通过简化实验电路来模拟三电平高压大功率变频器换流过程,实验结果验证了当直流限流电路的时间常数小于PWM调制的死区时间时,开关管的di/dt较小.     

IGCT三电平变频器在热连轧板材轧机上的应用

本钢1700mm热连轧机改造项目中,主传动选用美国GE公司生产的三电平交直交电压型变频器,主回路采用IGCT电力电子半导体器件.这在国内的热连轧板材轧机上尚属首次.本文对该系统的主回路结构,控制系统硬件及系统调试软件进行了简单介绍.     

基于混合七电平电压型逆变器的新型6kV变频器

提出了一种基于混合七电平电压型逆变器的6kV变频器。混合七电平逆变器由1个采用10CT的三相中点箝位三电平逆变器和3个采用IGBT的H桥逆变器串联而成，可充分利用IGCT高压大容量及IGBT高速的特点。PWM控制采用基于参考电压分解的多电平直接PWM算法。数字化实现容易。采用了改进的死区效应补偿方法以获得理想的输出波形。研制了1台基于混合七电平逆变器的交流380V变频调速实验样机。实验结果为新型6kV变频器工业装置的研制打下了基础。     

高压变频器中快熔模型及IGCT保护

提供一种高压变频器中IGCT半导体器件的快熔保护方案,在建立快熔模型基础上,详细分析快熔保护系统在逆变器直通故障下对系统的影响以及保护作用。对比了matlab仿真结果和简化电路。计算结果证明,提出的简化保护计算的有效性,同时说明了这种IGCT保护方法的正确性。     

大功率IGCT三电平变流器空间矢量PWM调制算法

在高压大容量交流传动系统中,由新型开关器件IGCT构成的大功率三电平中点钳位式变流器结构正在被广泛采用.由于IGCT器件具有比较低的开关频率,使得基于IGCT器件的变流器的调制方法与一般的基于IGBT的变流器有很大的不同.本文详细阐述了电压空间矢量PWM方法(SVPWM)在三电平中点钳位式变流器(NPC)中的应用原理,并在一套基于IGCT的7.5MVA大功率三电平中点钳位式变流器上进行了验证,实验结果证实了理论分析的正确性.     

基于IGCT的三电平高压变频器在发电厂凝结水泵的应用

某发电公司为了有效降低厂用电率,对其3号机组凝结水泵采用三电平高压变频调速系统进行调速控制,取代了原工频直接启动方式.介绍了基于IGCT的三电平高压变频器的特点.并对变频器改造前后的运行情况及经济性进行了对比分析,结果表明,该技术改造有很好的节能效果.     

IGCT在大功率电压源逆变器中的应用

介绍了IGCT的性能特点及使用中应注意的事项,给出了IGCT在两电平逆变器及中点箝位三电平逆变器应用中箝位电路的参数设计方法,分析了IGCT在中点箝位三电平逆变器应用中需要施加外触发的原因,给出了IGCT在6 kV高压变频调速中的应用情况。     

最小脉宽特性对高压三电平变频器的影响

最小脉宽,即单个开关器件的最小导通和关断时间,在高压大容量变频调速系统运行过程中至关重要.本文通过仿真和基于IGCT的1.25MW/6000V三电平变频器上进行试验,对最小脉宽对大容量变频调速系统起动和稳态运行的影响进行了较为全面的评估,并在此基础上提出了相间最小脉宽的概念,既保证了单管最小脉宽,又在开关动作之间留有适当间隙.最后分析了最小脉宽与起动电流、稳态电流以及转矩脉动之间的关系,对大容量变频调速系统的安全运行有十分重要的指导意义.仿真和试验均验证了上述分析的正确性.     

逆变器中杂散电感对IGCT端部电压的影响

为了分析逆变器中杂散电感对集成门极换相晶闸管（Integrated Gate Commucated Thyristor,简称IGCT）端部电压的影响,利用PSpice软件包建立了IGCT的2T-3R子电路模型,得出了考虑逆变电路中杂散电感影响的IGCT端部电压仿真波形。分析对比后可知,在杂散电感较大的情况下,尤其是换流回路杂散电感较大时,会使IGCT输出端产生过电压,严重时会使IGCT击穿。通过安装关断吸收电路,可以有效地降低IGCT的端部过电压。     

非隔离三电平电压型并网逆变器共模电流抑制策略

针对无变压器非隔离型三电平并网逆变器共模电流问题,详细分析了影响共模电流的主要因素。根据非隔离型三电平并网逆变器的共模等效结构模型,采用能消除共模电压的SPWM调制策略和改进LC滤波器方法,抑制共模电流。LC滤波器滤除寄生电容电压高频分量,改变了直流侧中点电位的平衡机理。改进的注入零序电压分量方法使中点电位得到有效控制。仿真验证了共模电流抑制策略的有效性。     

反并联二极管对IGCT关断过程的影响

IGCT是一种基于GTO结构并利用集成门极电路进行硬驱动控制的大功率半导体开关器件.在IGCT关断过程中,其门极换流有可能使反并联在IGCT两端的二极管因正向偏置而导通,从而对IGCT的关断过程产生显著的影响.本文从介绍IGCT工作原理入手,结合解释门极换流过程,对IGCT关断过程中反并联二极管的工作和由此产生的影响进行了分析,并通过实验结果对此进行了验证.     

一种完全基于两电平空间矢量调制的三电平空间矢量调制算法

在研究两电平逆变器与三电平逆变器之间SVPWM本质的基础上,提出了一种基于两电平空间矢量的三电平空间矢量算法.三电平空间矢量控制中分区算法可由两电平矢量作用时间的计算结果获得,并且这两种逆变器的矢量作用时间可以通过一个线性矩阵转换.为了分析三电平逆变器的脉冲序列模式,按照矢量之间切换的可能性,提出了一种新的可用于描述矢量开关序列的分类标准.针对传统的和改进的作用序列进行逆变器输出谐波的评估.文中所提的各种理论与算法都可以非常容易地推广到更多电平的系统中.为了验证所提算法的正确性,进行了实验验证.