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二十一世纪以来,随着人们节能环保意识的加强,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,尤其体现在高压电机领域。现今,级联型高压变频器因其具有IGBT开关次数少、输出波形好,已经逐渐成为高压变频领域的一项重要技术,并得到了广泛应用。由于级联型多电平逆变器通常需要实时控制多个功率单元,为了使控制更为精确、简便,学者们提出了多种调制方法,对于调制方法的优化已成为多电平逆变器研究的热点与难点。 本文以级联型高压变频器为研究对象。对不同的调制方法进行了理论分析和仿真验证,重点研究了基于固定坐标子三角的SVM调制算法,最后详细介绍了其在产品中的工程实现。本文主要内容如下: (1)介绍了级联型高压变频器的拓扑结构及调制方法,包括消谐波调制算法、载波移相调制算法和空间电压矢量脉宽调制方法,着重分析了两种调制方法的优缺点及联系,而后介绍了一种新型的FCST-SVM调制算法的基本原理,并通过matlab仿真对其输出性能进行了详细分析。 (2)给出了高压感应电机变频调速系统的主要模块的软硬件设计,依次详细阐述了功率单元的设计,基于DSP的主控制器以及基于FPGA的多路脉冲触发器的软硬件设计。 (3)介绍了高压感应电机V/f调速系统,对所设计的基于FCST-SVM的高压感应电机变频调速系统进行了实验验证,给出了高压变频器高压空载和负载时的电压及电流波形,分析了其在自来水公司供水高压电机上的节能效果。