船用电机变流器的设计和开发

发布时间：2021-02-07 19:06

　　针对船用电机的特殊应用场合需要,因传统背靠背不控整流变流器存在交流侧电流断续、功率因数低、能量单向流动并且产生大量的谐波污染等不足,本文设计开发了一款中间电压可控、逆变侧输出电流低谐波等优点的三相背靠背PWM变流器。通过变流器系统试验,验证了变流器系统理论分析、仿真分析、主回路设计、结构设计、硬件设计、软件控制策略等的可行性和正确性。 

【文章来源】：东方电气评论. 2020,34(04)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

背靠背变流器电气原理图

基于母线直流电压、母线电容、滤波电感、IGBT开关频率等系统参数,以及整流、逆变的控制策略,通过仿真模型对设计参数和输出电流谐波进行验证分析。输出电流谐波仿真结果如图2所示,在10kHz的开关频率下,输出电流大致稳定在496Arms/180Hz,谐波为2.72%,很好地抑制了谐波电流,符合设计需求。2结构设计

变流器中由2个功率组件组成,每个组件内含2个并联的薄膜电容,具体结构如图3所示。此结构有利于优化母线与IGBT间的杂散电感、减小IGBT过电压;有利于风道通风散热,保证系统长期安全稳定工作;利于功率组件模块化,形成平台化设计;有利于安装、拆卸和维护,降低成本。IGBT功率器件是变流器系统中的主要热源,是热设计中最关注的点。基于散热器及强迫风冷的散热设计,功率模块热仿真分析效果如图4所示。变流器运行在额定工况时,单个IGBT的发热功率约1 300W,IGBT的壳温不超过65℃,IGBT内部结温最高约110℃。IGBT模块及IGBT内部结温均运行在安全的温度范围内。

【参考文献】：
期刊论文
[1]永磁同步电机无传感器单电流环启动及闭环切换研究[J]. 朱万平,孙耀程,胡勤丰,薛文彬.  机电工程. 2015(01)
[2]变频器输出RLC正弦波滤波器的工程设计[J]. 颜斌,陈希有.  电机与控制学报. 2002(03)

硕士论文
[1]三相背靠背变流器的研究[D]. 张博.陕西科技大学 2017
[2]无速度传感器直接转矩控制系统研究[D]. 付中奇.华中科技大学 2006



本文编号：3022687