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20世纪90年代以来,随着人们节能环保意思的加强,变频器的应用越来越普及,但我国电机驱动系统能源利用率却非常低,尤其在高压电机领域,基本上比国外平均水平低30%,在国内推广高压电机的变频调速逐渐得到了国家的重视。功率单元级联型高压变频器由于其高可靠性和完美的输出波形在高压变频领域得到了广泛的应用。本文对功率单元级联型高压变频器进行了全面系统的深入研究,重点研究了多路实时错位移相式SPWM脉冲产生的软、硬件设计。文中对高压变频器的原理、结构和硬件设计进行了详细的研究。全文主要内容有:(1)文章详细研究了级联型高压变频器的拓扑结构,分析了高压变频器高压输出和变频调速的基本原理。介绍了变频器中的主要部分:功率单元。功率单元级联型高压变频器采用多个单元叠加来形成高压输出,其输入端采用移相变压器供电,文中分析了移相变压器副边绕组的移相方法。为了提高高压变频器的可靠性,高压变频器采用了旁路设计。(2)给出了高压变频器硬件电路设计。高压变频器运行在高压环境,而其控制系统工作在弱电环境,为了减小高压对控制系统的干扰,高压变频器的控制系统与功率单元间采用光纤通信。功率单元中对电子元器件的控制信号则采用脉冲变压器和光隔进行双重隔离。(3)功率单元级联型高压变频器采用多个功率单元级联来形成高压输出,而每个功率单元采用错位移相式SPWM脉冲进行控制。为了实时产生多路SPWM脉冲对多个功率单元进行控制,采用逻辑器件“现场可编程逻辑器件-FPGA”来完成多路实时SPWM脉冲的产生。FPGA为逻辑器件,不能进行计算,其所需要的数据均来自于主控制器,所以主控制器与FPGA间接口设计也是可靠运用FPGA的设计关键。文章最后给出了所设计6KV-900KW功率单元级联型高压变频器的试验波形,其现场运行的各项指标均达到了预期目标。