大功率范文10篇

1国内现生产的高压大功率变频器的方案及优缺点

目前，国内生产的高压大功率变频器中，以2种方案占主流:一种是功率单元串联形成高压的多重化技术;另一种是采用高压模块的三电平结构。而其他的采用高-低-高方案的，由于输出升压变压器技术难度高，成本高，占地面积大，都已基本被淘汰。因此采用高-高方案是高压大功率变频器的主要发展方向。

而高-高方案又分为多重化技术(简称CSML)和三电平(简称NPC)方案，目前有的厂家生产的高压大功率变频器是采用的三电平方案，而大多数厂家则是采用低压模块、多单元串联的多重化技术。这2种方案比较，各有优缺点，主要表现在:

(1)器件

采用CSML方式，器件数量较多，但都是低压器件，不但价格低，而且易购置，更换方便。低压器件的技术也较成熟。而NPC方案，采用器件少，但成本高，且购置困难，维修不方便。

(2)均压问题(包括静态均压和动态均压)

1引言

山东风光电子有限公司是在多年研制中低压变频器的基础上，综合了国内外高压大功率变频器的多种方案的优缺点，采用最优方案研制成功的，并于2002年12月通过了省级科技成果及产品鉴定，成为国内生产高压大功率变频器的为数较少的几个企业之一。

2国内现生产的高压大功率变频器的方案及优缺点

目前，国内生产的高压大功率变频器中，以2种方案占主流:一种是功率单元串联形成高压的多重化技术;另一种是采用高压模块的三电平结构。而其他的采用高-低-高方案的，由于输出升压变压器技术难度高，成本高，占地面积大，都已基本被淘汰。因此采用高-高方案是高压大功率变频器的主要发展方向。

而高-高方案又分为多重化技术(简称CSML)和三电平(简称NPC)方案，目前有的厂家生产的高压大功率变频器是采用的三电平方案，而大多数厂家则是采用低压模块、多单元串联的多重化技术。这2种方案比较，各有优缺点，主要表现在:

(1)器件

1引言

山东风光电子有限公司是在多年研制中低压变频器的基础上，综合了国内外高压大功率变频器的多种方案的优缺点，采用最优方案研制成功的，并于2002年12月通过了省级科技成果及产品鉴定，成为国内生产高压大功率变频器的为数较少的几个企业之一。

2国内现生产的高压大功率变频器的方案及优缺点

目前，国内生产的高压大功率变频器中，以2种方案占主流:一种是功率单元串联形成高压的多重化技术;另一种是采用高压模块的三电平结构。而其他的采用高-低-高方案的，由于输出升压变压器技术难度高，成本高，占地面积大，都已基本被淘汰。因此采用高-高方案是高压大功率变频器的主要发展方向。

而高-高方案又分为多重化技术(简称CSML)和三电平(简称NPC)方案，目前有的厂家生产的高压大功率变频器是采用的三电平方案，而大多数厂家则是采用低压模块、多单元串联的多重化技术。这2种方案比较，各有优缺点，主要表现在:

(1)器件

引言

山东风光电子有限公司是在多年研制中低压变频器的基础上，综合了国内外高压大功率变频器的多种方案的优缺点，采用最优方案研制成功的，并于2002年12月通过了省级科技成果及产品鉴定，成为国内生产高压大功率变频器的为数较少的几个企业之一。

2国内现生产的高压大功率变频器的方案及优缺点

目前，国内生产的高压大功率变频器中，以2种方案占主流:一种是功率单元串联形成高压的多重化技术;另一种是采用高压模块的三电平结构。而其他的采用高-低-高方案的，由于输出升压变压器技术难度高，成本高，占地面积大，都已基本被淘汰。因此采用高-高方案是高压大功率变频器的主要发展方向。

而高-高方案又分为多重化技术(简称CSML)和三电平(简称NPC)方案，目前有的厂家生产的高压大功率变频器是采用的三电平方案，而大多数厂家则是采用低压模块、多单元串联的多重化技术。这2种方案比较，各有优缺点，主要表现在:

(1)器件

摘要：阐述了高压大功率变换器拓扑结构的发展，同时对它们进行了分析和比较，指出各自的优缺点，其中重点介绍了级联型拓扑结构并给出了仿真波形。

关键词：多电平变换器；拓扑结构；高压大功率

引言

变频调速技术的飞速发展为变频器性能的提高提供了技术保障，而环保和节能的客观需要，又为变频器在生产和生活的各个领域中的应用提供了发展空间，但是，随着国民经济的发展，小容量变频器已越来越不能满足现代化生产和生活的需要。目前，我国采用的变频调速装置基本上都是低压的，即电压为380～690V，而在节能方面起着更主要作用的高电压大容量变频器在我国尚处于起步阶段。是什么原因阻碍了高压大功率变频调速技术的应用呢？主要原因一是大容量（200kW以上）电动机的供电电压高（6kV或者10kV），而电力电子器件的耐压等级和所承受的电流的限制，造成了电压匹配上的困难；二是高压大功率变频调速系统技术含量高，难度大，成本高，而一般的风机、水泵等节能改造项目都希望低投入、高回报，较少考虑社会效益和综合经济效益。这两个原因使得高压变频调速技术的发展和推广受到了限制，因此，提高电力电子变流装置的功率容量，降低成本，改善其输出性能是现代电力电子技术的重要发展方向之一，也是当前世界各国相关行业竞相关注的热点，为此，国内外各变频器生产厂商八仙过海，各有高招，虽然其主电路结构不尽一致，但都较为成功地解决了高压大容量这一难题[5]。

1大功率电力电子变流装置的拓扑学进展[3]

近年来，各种高压变频器不断出现，可是到目前为止，高压变频器还没有像低压变频器那样具有近乎统一的拓扑结构。根据高压组成方式，可分为直接高压型和高—低—高型；根据有无中间直流环节，可以分为交—交变频器和交—直—交变频器。在交—直—交变频器中，根据中间直流滤波环节的不同，又可分为电压源型(也称电压型)和电流源型(也称电流型)。高—低—高型变频器采用变压器实行降压输入、升压输出的方式，其实质上还是低压变频器，只不过从电网和电动机两端来看是高压的，这是受到功率器件电压等级限制而采取的变通办法。由于需要输入、输出变压器，而存在中间低压环节电流大、效率低、可靠性下降、占地面积大等缺点，只用于一些小容量高压电动机的简单调速。常规的交—交变频器由于受到输出最高频率的限制，只用在一些低速、大容量的特殊场合。

摘要:文章以潞安化工集团古城矿鲍店风井大功率主通风机设计选型为例，就变频拖动方案中的关键技术，如应对雷雨季节电网波动、风机平稳调速、谐波影响、控制电机反转、PLC控制系统设计等，提出针对性的技术方案及系统配置要求，对主通风机选择变频控制型式的矿井具有指导意义。

关键词:大功率;变频拖动;变频器;电网波动

矿井通风机是矿山的重大安全设备之一，通风机的正常运行，直接关系到矿井的正常安全生产和人员的生命安全。为了解决风机启动过程冲击电网、雷雨天气电压大幅波动以及故障状态快速切换风机等问题，2009年始，潞安化工集团就以下属矿井常村矿中央轴流式及高压变频技术研制与应用项目为依托，历时15个月，顺利实现了大功率主通风机变频集控闭环节能高效运转，取得了5方面成效:①避免因电网电压波动引起风机故障停机、瓦斯超限事故;②风机切换时间从原先的10min大幅减小到3min，反风时间减少到5min;③使大马拉小车的矿井主通风机节能运行，电动机效率不低于90%，功率因数0．99;④启动电流变化为线性变化，彻底解决大启动电流冲击电网问题;⑤电动机在低频下运行，噪音为70dB。潞安化工集团开始大规模对直接启动或频敏电阻、水电阻等软启方式的主通风机进行变频改造，并积累了丰富经验。经调研，潞安化工集团的主通风机变频控制覆盖率位于全国煤企前列。文章以古城矿鲍店风井主通风机建设项目为例，对变频控制系统中的关键技术方案及配置要求进行详细的介绍与分析。

1大功率主通风机项目概况

古城矿采用分区式通风，机械式通风方法。现投运的主通风机有中央主通风机和桃园主通风机，其中:中央风井主通风机选用沈阳发动机研究所风机厂生产的2台的AGF606－4．0－2．4－2型轴流式通风机(配套电机功率4000kW)，担负北一、北二和北三盘区的通风任务;桃园风井主通风机选用沈阳发动机研究所风机厂2台AGF606－4．0－2．2－2型轴流式通风机(配套电机功率2800kW)，担负南一、南二和南三盘区的通风任务。本文案例项目为鲍店风井主通风机建设，由鲍店进风立井进风，鲍店回风立井回风，进、回风立井井筒直径均为8．0m。前期为北二盘区服务，后期为北四盘区服务，预计2023年投运。拟选用抽出式轴流通风机，风机直径≥3．8m，电机功率≥4500kW，采用变频控制技术，并具备无人值守功能。

2变频拖动系统关键技术分析

摘要：峰值功率跟踪器(MPPT)的功能是提高太阳能电池的输出功率，使太阳能发电系统工作在最大输出功率点。介绍了用于清华大学“追日号”太阳能电动赛车的MPPT的基本组成和控制策略。该MPPT采用BuckDC／DC转换器，将Philips公司的80C552微处理器作为MPPT的中央控制单元(ECU)，应用穷举法和成功失败法两种直接优化方法对太阳能电池阵列最大功率点实现跟踪。

关键词：太阳能电池太阳能车MPPT

太阳能赛车是利用太阳能电池发电驱动的电动车。太阳能电动赛车的电器系统基本结构如图1所示。

MPPT(MaximumPowerPointTracker)即峰值功率跟踪器，是太阳能电池发电系统中的重要部件。众所周知，在确定的外部条件下，随着负载的变化，太阳能电池阵列输出功率也会变化，但是存在一个最大功率点Pm以及与最大功率点相对应的电压UMp和电流IMD。当工作环境变化时，特别是日光照度和环境温度变化时，太阳能电池阵列的输出特性曲线也随之变化，与之相对应的最大功率点也随之改变，如图2所示。通常来讲，太阳能电池输出特性曲线的变化与日光照度的变化是成比例的[1]。但在实际应用中，日光照度的变化再加上工作温度的变化，使得太阳能电池输出特性的变化很复杂。

在太阳能发电系统中没有采用MPPT，而是直接把太阳能电池阵列与蓄电池并联工作时，由于阵列的输出状态受到电池、电机工作状态的限制，输出功率往往不在阵列的最大功率点。MPPT的作用是使太阳能电池阵列工作在最大输出功率点。它是高效率的DC／DC变换器，相当于太阳能电池输出端的阻抗变换器。MPPT是太阳能车、太阳能发电系统、太阳能水泵上常用的功率提升部件。MPPT能使太阳能电池阵列的输出功率增加约15％～36％[2]。

1太阳能赛车的MPPT方案设计

1检测方法概述

1.1复核及优化帷幕灌浆底线

传统的压水试验分单塞和双塞两种方由于传统的双塞法在封堵上存在封堵不严或易造成卡孔事故，一般采用单塞的方法。单塞压水试验是在钻孔过程中，钻到一定的深度后，用塞球封堵在某特定位置，利用钻机的重量让塞球变形达到封闭塞球与钻孔底段的目的，从而利用相应的压力计、流量计进行测试。为了减少对钻孔施工的影响，本程中的压水试验采用了改进的双塞压水试验的方法，即钻孔一次成形，利用油泵对特定长度的两段塞子进行加压让塞球变形达到封闭的目的，再利用压力计和流量计对该段的图3灌前大功率声波CT成果图图4灌后大功率声波CT成果图图5灌浆效果好的钻孔录像成果图渗透率进行测试，该方法不依赖钻机，也不对钻孔施工造成影响，提高了测试效率与精度。图1为钻孔压水试验成果图，根据规范要求解释试验成果图对岩体渗透性进行分类。同时结合设计给出的防渗标准，对比设计底线发现小桩号端底部岩体属于微透水区，该部位底线可抬升；而大桩号岩原底线下部岩体的透水率值大多在5Lu以上，远高于设计标准，为保证工程质量，则建议该部位的防渗帷幕底线下调(图1）。

在0+30、0+54位置完成了预定深度的钻孔，并进行了钻孔大功率声波CT检测。大功率声波成果图见图3。从大功率声波成果图上可以看出，钻孔深度60m以上，岩体波速较高，反映出岩体完整；钻孔深度60～70m间存在2000～2800m/s的低波速区，解释为砂层分布区，分布形态上看，小桩号端较厚，大桩号端较薄。由于砂层埋深深、规模大，对工程影响大，属不良地质体，为保证工程质量，最后确定的处理方案是先对砂层段进行高喷处理、再进行细磨细水泥灌浆、最后根据检测情况确定是否进行化学灌浆处理。

1.2岩溶灌后检测

施工方完成高喷灌浆后，我方利用钻孔压水、钻孔全景录像、大功率声波CT对灌浆效果进行检测，得到如下结果：(1)钻孔压水试验成果反映：经高喷灌浆处理后，检测钻孔的透水率大多数小于1.0Lu，说明采用高喷灌浆处理的效果良好的。(2)大功率声波CT成果参见图4，通过成果图可以看出砂层区域的波速大幅提高，高于3.4km/s，低速范围缩小，反映了高喷灌浆的效果良好。(3)钻孔全景录像成果参看图5，其中发现不良灌注孔，全部进行处理，达到了控制施工质量的目标。

基于直流对电机驱动电路的使用需求，各大半导体厂商专门针对工业企业对直流电机的使用需求，推出了直流电机控制专用的集成电路，共同构成了集成电路控制系统，该种电路控制系统自身具有集成化效果好、驱动电路简单、外围元减少，使用便捷等特点。另外，该电路在使用过程中也存在一定的缺点，输出的功率相对较为有限，无法满足大功率直流电机的驱动需求。本文针对驱动电路存在的不足，专门设计了大功率直流电机驱动电路，提升了驱动电路的设计效果。

1大功率直流电机驱动电路的设计

1.1总体结构

大功率直流电机驱动电路如图1所示：从图1中的总体结构能够看出电机驱动电路在控制信号方面具有重要作用，主要的控制信号包括电机转向控制（DIR）及电机转速控制（PWM）两种。Vcc1是驱动逻辑电路中的部分电源，能够为驱动电路提供电源，Vcc2、Vcc3也是驱动逻辑电路中的重要组成部分，在为大功率直流电机驱动电路进行供电时，主要是采用双电源供电方式。M+、M-作为直流电机的接口[1]。大功率直流电机驱动电路在供电过程中，为了取得良好的供电效果，需要将驱动电路电气与控制电路电气隔离开来，避免驱动电路在运行过程中对其他电路的运行效果造成较大的影响，避免电路运行过程中遭受到其他电路的干扰，给系统的逻辑预算造成较大的影响。加大对逻辑信号的控制和使用，充分利用信号来提升光电隔离效果，放大逻辑信号的作用，充分利用控制电路与驱动电路的作用，来驱动H桥上的下臂，在驱动直流电机，以完成对驱动电路系统的控制[2]。

1.2电机驱动逻辑电路分析

在对驱动电路图进行设计时，需要严格按照电器隔离的要求级Power MOSFET特性要求进行设计，结合当前工业行业对电路的使用要求，设计出了一款大功率直流电机驱动电路。驱动电路在实际的使用过程中，需要确保MCU端和电路输入端进行有效的连接，所设置的输入信号主要包括DIR信号和PWM信号两种。其中DIR信号主要是指数字信号，通常为0或1。而PMN信号为脉宽调制信号，被广泛应用与电机转速控制中，需要确保两种信号的有机连接，以此来提升信号控制效果，满足工业企业对电机驱动逻辑电路的使用需求。通常电机驱动逻辑电路由 电机驱动逻辑电路、光电隔离和驱动放大器电路及H桥功率驱动电路共同组成[3]。电机驱动逻辑电路如图2所示，控制信号PWM和DIR是电机驱动逻辑电路中的重要组成部分，主要用来收集MCU端送来的控制信号，信号会经过与门气74LS08和反向器74LS04运算后，来实现对光电隔离器的再驱动。将DIR作为方向控制信号，在输入信号时需要输入DOR2，将DIR1和转速控制信号PWM，通过74LS08进行预算，以得到转速控制信号PWM2。需要确保PWM相遇DIR2转速信号相运算后，以此来得到转速信号PWM1，在对信号进行控制时，主要分为两组对信号进行控制，将PWM1和DIR1作为一组，将PWM2和DIR2作为二组。PWM1和PWM2主要是用于控制电机的转速，而DIR1和DIR2主要是运用控制电机的正反转向[4]。待DIR1为1时，DIR2为0时，在对电机驱动情况进行记录时，运算器74LS08需要分别于PWM相乘，从相乘后的结果能够看出，PWM2计算所得的波形与PWM的波形相一致，说明两者的输出信号一致。如果DIR1为0时，DIR2为1时，说明PWM1与PWM两者具有一致的波形信号。通过以上对电机驱动逻辑电路进行分析的过程，能够看出DIR1、PWM1，DIR2、PWM2两组信号在逻辑运算中，有助于驱动广电隔离电路，对提升广电隔离电路使用效果具有重要作[5]。

摘要：推板式造波机的主要原理是，通过一定的机械结构设计，使造波板沿着直线导轨进行周而复始的运动，目的在于推动水体变化，产生波浪。对推板式造波机的的造波机工作原理、总体机械结构设计、推波板的设计进行了介绍，并进行了推波板的最大行程计算、推波板的最大运动速度计算、造波板承受的最大负载力计算。对推板式造波机最大功率计算等参数的确认过程展开分析，以供参考。

关键词：推板式造波机；机械结构；推波板最大行程；最大运动速度

造波机作为一种重要的实验室装置，能够根据目标人物生成符合要求的波浪，包含规则波、不规则波、二维波、三维波以及有特殊要求的波，在船舶、港口、海岸及海洋工程等领域占有重要的位置。

1推板式造波机机械机构设计总体方案

1.1造波机及推板式造波机生成波浪的原理简述。目前，世界范围内对造波机的分类方式拥有多种标准，但业内人士通常根据造波机的驱动方式，将之分为电机驱动、液压驱动、气压驱动共三种类型。如果按照造波机与水体互相作用的实际情况进行分类，造波机可被分为气压式造波机与机械式造波机两个大类。一般来说，气压式造波机的工作原理是通过改变空气压力的方式，迫使水体形态发生变化，从而产生波浪。但此种方式由于空气压缩性变化范围不够稳定，因此生成波浪的精度不足，且无法承受超出一定范围的负载。因此，只能应用于低负载的实验。机械式造波机的工作原理为经过系统性、机械性的设计之后，将一部分机械部件设置成“可动”状态之后，通过该类机械部件的运动使水体状态发生变化，进而产生波浪。属于机械式造波机的主流类别为摇摆式造波机、推板式造波机、冲箱式造波机、转筒式造波机。其中，推板式造波机的工作原理为引入造波板，将之放置在特定的机械结构及直线导轨中，通过计算机进行远端智能控制，当机械机构发生变动时，造波板也会沿着直线导轨进行周而复始的运动，从而周期性地形成波浪。在此过程中，造波板在每个周期中能够行进的最大距离和运行的速度，是决定波浪最大高度的主要因素，而造波板完整行进一个周期的时间（即造波板的运动频率），从根本上决定波浪的生成时间。1.2推板式造波机总体机械结构设计。水槽推板式造波机是推板式造波机中的一种常见类型。一般情况下，水槽推板式造波机的总体机械结构设计方案应该满足如下条件：①完整的机械系统。包含机械结构（使造/推波板有序行进的系机械系统，包含导轨及其他材料、设备）、动力驱动系统（使推板式造波机自动运转的装置，可外接）、控制系统（计算机总控端，设计人员将有关参数确认完毕之后，将之编写成智能控制程序，之后根据实验目标或其他任务的特定需求，对推波板的形成、速度等进行设定）。上述三项内容为水槽推波板式造波机的核心架构，少了任何一项，造波机都不可能正常开展工作。②推波板造波机必须依赖推波板进行往复式的直线运动而产生波浪，因此推波板造波机的机械机构中必须含有交流伺服电机轴。此种装置的存在目的是，能够在自身转动的过程中，带动滚珠丝杠进行旋转，在丝杠螺母的作用下，使推波板维持反复的直线运动。根据SolidWorks软件进行建模分析后发现，完整的推波板造波机总体机械结构应该包含如下装置：地板、交流伺服电机、联轴器、支撑座装置、滚珠丝杠、U形梁、螺母、滑台机构、滑台支架、推波板、推波板支承系统（如果是简单的结构，只需设置简易的支架即可）[1]。

2推板式造波机机械结构参数的计算确认