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随着变频调速技术的发展,作为大容量传动的高压变频调速技术得到了广泛应用。中高压电动机利用高压变频器可以实现无级调速,既可满足生产工艺过程对电动机调速控制的要求,又可节约能源,降低生产成本。自1994年美国罗宾康公司推出第一代完美无谐波高压变频器以来,由于其性能好、可靠性高、维修简单等优点,在欧美、日本、中国等市场一直处于领先地位。完美无谐波高压变频器较之普通高压变频器,无论从变频器控制性能、可靠性保证、制造工艺等方面都提高了很大的一个档次。但是,到目前为止,这种完美高压变频器的功率单元的整流部分采用单向二极管串联,逆变器电压输出还是采用传统的脉宽调制(PWM)的控制策略,具有开关管开关频率高,开关功率损耗大,系统能量不可逆等缺陷。为了降低系统能量损耗,减少电网污染及防止电磁干扰等现象,本文论述一种新型功率单元高压变频器,即非PWM功率单元高压变频器。非PWM功率单元的整流部分由晶闸管三相可控整流桥所组成,逆变部分由IGBT构成的逆变桥所组成。脉冲控制策略以期望的电压输出频率控制脉冲频率,实现系统无高频,避免了脉宽调制。可以达到降低成本,减小电网污染和电磁干扰的目的。高压变频器的开发是一项高投入,高风险的工程,其主要内容包括变频器的控制系统和变频器主电路的设计两大部分,是多学科、高技术的综合。作者只是在整个高压变频器研发期间对新型非PWM功率单元进行了深入的研究;对IGBT驱动电路进行选型与设计;设计了变频器控制系统;并对整个高压变频器进行了仿真。本文具体内容如下:1.简述了高压变频器的发展概况及应用,指出目前存在的问题及研究课题的意义;2.简要阐述了传统多电平高压变频器的工作原理,传统PWM功率单元的工作原理,再此基础上提出了新型非PWM功率单元,并对其电路结构、工作原理及特点优势进行了分析;3.论述了新型非PWM功率单元高压变频器总体方案设计,包括IGBT驱动选型与设计;输入部分,功率变换部分,检测与保护部分,控制部分以及接口设计;4.控制系统的方案设计:5.对整个高压变频器进行仿真研究:变频器模型的建立,包括控制脉冲模型、三相电源模型、功率单元模型、一相模型以及变频器的模型;对各个模型进行仿真和试验数据分析。