大功率范文10篇

1國內現生產的高壓大功率變頻器的方案及優缺點

目前，國內生產的高壓大功率變頻器中，以2種方案占主流:一種是功率單元串聯形成高壓的多重化技術;另一種是采用高壓模塊的三電平結構。而其他的采用高-低-高方案的，由于輸出升壓變壓器技術難度高，成本高，占地面積大，都已基本被淘汰。因此采用高-高方案是高壓大功率變頻器的主要發展方向。

而高-高方案又分為多重化技術(簡稱CSML)和三電平(簡稱NPC)方案，目前有的廠家生產的高壓大功率變頻器是采用的三電平方案，而大多數廠家則是采用低壓模塊、多單元串聯的多重化技術。這2種方案比較，各有優缺點，主要表現在:

(1)器件

采用CSML方式，器件數量較多，但都是低壓器件，不但價格低，而且易購置，更換方便。低壓器件的技術也較成熟。而NPC方案，采用器件少，但成本高，且購置困難，維修不方便。

(2)均壓問題(包括靜態均壓和動態均壓)

1引言

山東風光電子有限公司是在多年研制中低壓變頻器的基礎上，綜合了國內外高壓大功率變頻器的多種方案的優缺點，采用最優方案研制成功的，并于2002年12月通過了省級科技成果及產品鑒定，成為國內生產高壓大功率變頻器的為數較少的幾個企業之一。

2國內現生產的高壓大功率變頻器的方案及優缺點

目前，國內生產的高壓大功率變頻器中，以2種方案占主流:一種是功率單元串聯形成高壓的多重化技術;另一種是采用高壓模塊的三電平結構。而其他的采用高-低-高方案的，由于輸出升壓變壓器技術難度高，成本高，占地面積大，都已基本被淘汰。因此采用高-高方案是高壓大功率變頻器的主要發展方向。

而高-高方案又分為多重化技術(簡稱CSML)和三電平(簡稱NPC)方案，目前有的廠家生產的高壓大功率變頻器是采用的三電平方案，而大多數廠家則是采用低壓模塊、多單元串聯的多重化技術。這2種方案比較，各有優缺點，主要表現在:

(1)器件

1引言

山東風光電子有限公司是在多年研制中低壓變頻器的基礎上，綜合了國內外高壓大功率變頻器的多種方案的優缺點，采用最優方案研制成功的，并于2002年12月通過了省級科技成果及產品鑒定，成為國內生產高壓大功率變頻器的為數較少的幾個企業之一。

2國內現生產的高壓大功率變頻器的方案及優缺點

目前，國內生產的高壓大功率變頻器中，以2種方案占主流:一種是功率單元串聯形成高壓的多重化技術;另一種是采用高壓模塊的三電平結構。而其他的采用高-低-高方案的，由于輸出升壓變壓器技術難度高，成本高，占地面積大，都已基本被淘汰。因此采用高-高方案是高壓大功率變頻器的主要發展方向。

而高-高方案又分為多重化技術(簡稱CSML)和三電平(簡稱NPC)方案，目前有的廠家生產的高壓大功率變頻器是采用的三電平方案，而大多數廠家則是采用低壓模塊、多單元串聯的多重化技術。這2種方案比較，各有優缺點，主要表現在:

(1)器件

引言

山東風光電子有限公司是在多年研制中低壓變頻器的基礎上，綜合了國內外高壓大功率變頻器的多種方案的優缺點，采用最優方案研制成功的，并于2002年12月通過了省級科技成果及產品鑒定，成為國內生產高壓大功率變頻器的為數較少的幾個企業之一。

2國內現生產的高壓大功率變頻器的方案及優缺點

目前，國內生產的高壓大功率變頻器中，以2種方案占主流:一種是功率單元串聯形成高壓的多重化技術;另一種是采用高壓模塊的三電平結構。而其他的采用高-低-高方案的，由于輸出升壓變壓器技術難度高，成本高，占地面積大，都已基本被淘汰。因此采用高-高方案是高壓大功率變頻器的主要發展方向。

而高-高方案又分為多重化技術(簡稱CSML)和三電平(簡稱NPC)方案，目前有的廠家生產的高壓大功率變頻器是采用的三電平方案，而大多數廠家則是采用低壓模塊、多單元串聯的多重化技術。這2種方案比較，各有優缺點，主要表現在:

(1)器件

摘要：闡述了高壓大功率變換器拓撲結構的發展，同時對它們進行了分析和比較，指出各自的優缺點，其中重點介紹了級聯型拓撲結構并給出了仿真波形。

關鍵詞：多電平變換器；拓撲結構；高壓大功率

引言

變頻調速技術的飛速發展為變頻器性能的提高提供了技術保障，而環保和節能的客觀需要，又為變頻器在生產和生活的各個領域中的應用提供了發展空間，但是，隨著國民經濟的發展，小容量變頻器已越來越不能滿足現代化生產和生活的需要。目前，我國采用的變頻調速裝置基本上都是低壓的，即電壓為380～690V，而在節能方面起著更主要作用的高電壓大容量變頻器在我國尚處于起步階段。是什么原因阻礙了高壓大功率變頻調速技術的應用呢？主要原因一是大容量（200kW以上）電動機的供電電壓高（6kV或者10kV），而電力電子器件的耐壓等級和所承受的電流的限制，造成了電壓匹配上的困難；二是高壓大功率變頻調速系統技術含量高，難度大，成本高，而一般的風機、水泵等節能改造項目都希望低投入、高回報，較少考慮社會效益和綜合經濟效益。這兩個原因使得高壓變頻調速技術的發展和推廣受到了限制，因此，提高電力電子變流裝置的功率容量，降低成本，改善其輸出性能是現代電力電子技術的重要發展方向之一，也是當前世界各國相關行業競相關注的熱點，為此，國內外各變頻器生產廠商八仙過海，各有高招，雖然其主電路結構不盡一致，但都較為成功地解決了高壓大容量這一難題[5]。

1大功率電力電子變流裝置的拓撲學進展[3]

近年來，各種高壓變頻器不斷出現，可是到目前為止，高壓變頻器還沒有像低壓變頻器那樣具有近乎統一的拓撲結構。根據高壓組成方式，可分為直接高壓型和高—低—高型；根據有無中間直流環節，可以分為交—交變頻器和交—直—交變頻器。在交—直—交變頻器中，根據中間直流濾波環節的不同，又可分為電壓源型(也稱電壓型)和電流源型(也稱電流型)。高—低—高型變頻器采用變壓器實行降壓輸入、升壓輸出的方式，其實質上還是低壓變頻器，只不過從電網和電動機兩端來看是高壓的，這是受到功率器件電壓等級限制而采取的變通辦法。由于需要輸入、輸出變壓器，而存在中間低壓環節電流大、效率低、可靠性下降、占地面積大等缺點，只用于一些小容量高壓電動機的簡單調速。常規的交—交變頻器由于受到輸出最高頻率的限制，只用在一些低速、大容量的特殊場合。

摘要:文章以潞安化工集團古城礦鮑店風井大功率主通風機設計選型為例，就變頻拖動方案中的關鍵技術，如應對雷雨季節電網波動、風機平穩調速、諧波影響、控制電機反轉、PLC控制系統設計等，提出針對性的技術方案及系統配置要求，對主通風機選擇變頻控制型式的礦井具有指導意義。

關鍵詞:大功率;變頻拖動;變頻器;電網波動

礦井通風機是礦山的重大安全設備之一，通風機的正常運行，直接關系到礦井的正常安全生產和人員的生命安全。為了解決風機啟動過程沖擊電網、雷雨天氣電壓大幅波動以及故障狀態快速切換風機等問題，2009年始，潞安化工集團就以下屬礦井常村礦中央軸流式及高壓變頻技術研制與應用項目為依托，歷時15個月，順利實現了大功率主通風機變頻集控閉環節能高效運轉，取得了5方面成效:①避免因電網電壓波動引起風機故障停機、瓦斯超限事故;②風機切換時間從原先的10min大幅減小到3min，反風時間減少到5min;③使大馬拉小車的礦井主通風機節能運行，電動機效率不低于90%，功率因數0．99;④啟動電流變化為線性變化，徹底解決大啟動電流沖擊電網問題;⑤電動機在低頻下運行，噪音為70dB。潞安化工集團開始大規模對直接啟動或頻敏電阻、水電阻等軟啟方式的主通風機進行變頻改造，并積累了豐富經驗。經調研，潞安化工集團的主通風機變頻控制覆蓋率位于全國煤企前列。文章以古城礦鮑店風井主通風機建設項目為例，對變頻控制系統中的關鍵技術方案及配置要求進行詳細的介紹與分析。

1大功率主通風機項目概況

古城礦采用分區式通風，機械式通風方法。現投運的主通風機有中央主通風機和桃園主通風機，其中:中央風井主通風機選用沈陽發動機研究所風機廠生產的2臺的AGF606－4．0－2．4－2型軸流式通風機(配套電機功率4000kW)，擔負北一、北二和北三盤區的通風任務;桃園風井主通風機選用沈陽發動機研究所風機廠2臺AGF606－4．0－2．2－2型軸流式通風機(配套電機功率2800kW)，擔負南一、南二和南三盤區的通風任務。本文案例項目為鮑店風井主通風機建設，由鮑店進風立井進風，鮑店回風立井回風，進、回風立井井筒直徑均為8．0m。前期為北二盤區服務，后期為北四盤區服務，預計2023年投運。擬選用抽出式軸流通風機，風機直徑≥3．8m，電機功率≥4500kW，采用變頻控制技術，并具備無人值守功能。

2變頻拖動系統關鍵技術分析

摘要：峰值功率跟蹤器(MPPT)的功能是提高太陽能電池的輸出功率，使太陽能發電系統工作在最大輸出功率點。介紹了用于清華大學“追日號”太陽能電動賽車的MPPT的基本組成和控制策略。該MPPT采用BuckDC／DC轉換器，將Philips公司的80C552微處理器作為MPPT的中央控制單元(ECU)，應用窮舉法和成功失敗法兩種直接優化方法對太陽能電池陣列最大功率點實現跟蹤。

關鍵詞：太陽能電池太陽能車MPPT

太陽能賽車是利用太陽能電池發電驅動的電動車。太陽能電動賽車的電器系統基本結構如圖1所示。

MPPT(MaximumPowerPointTracker)即峰值功率跟蹤器，是太陽能電池發電系統中的重要部件。眾所周知，在確定的外部條件下，隨著負載的變化，太陽能電池陣列輸出功率也會變化，但是存在一個最大功率點Pm以及與最大功率點相對應的電壓UMp和電流IMD。當工作環境變化時，特別是日光照度和環境溫度變化時，太陽能電池陣列的輸出特性曲線也隨之變化，與之相對應的最大功率點也隨之改變，如圖2所示。通常來講，太陽能電池輸出特性曲線的變化與日光照度的變化是成比例的[1]。但在實際應用中，日光照度的變化再加上工作溫度的變化，使得太陽能電池輸出特性的變化很復雜。

在太陽能發電系統中沒有采用MPPT，而是直接把太陽能電池陣列與蓄電池并聯工作時，由于陣列的輸出狀態受到電池、電機工作狀態的限制，輸出功率往往不在陣列的最大功率點。MPPT的作用是使太陽能電池陣列工作在最大輸出功率點。它是高效率的DC／DC變換器，相當于太陽能電池輸出端的阻抗變換器。MPPT是太陽能車、太陽能發電系統、太陽能水泵上常用的功率提升部件。MPPT能使太陽能電池陣列的輸出功率增加約15％～36％[2]。

1太陽能賽車的MPPT方案設計

1檢測方法概述

1.1復核及優化帷幕灌漿底線

傳統的壓水試驗分單塞和雙塞兩種方由于傳統的雙塞法在封堵上存在封堵不嚴或易造成卡孔事故，一般采用單塞的方法。單塞壓水試驗是在鉆孔過程中，鉆到一定的深度后，用塞球封堵在某特定位置，利用鉆機的重量讓塞球變形達到封閉塞球與鉆孔底段的目的，從而利用相應的壓力計、流量計進行測試。為了減少對鉆孔施工的影響，本程中的壓水試驗采用了改進的雙塞壓水試驗的方法，即鉆孔一次成形，利用油泵對特定長度的兩段塞子進行加壓讓塞球變形達到封閉的目的，再利用壓力計和流量計對該段的圖3灌前大功率聲波CT成果圖圖4灌后大功率聲波CT成果圖圖5灌漿效果好的鉆孔錄像成果圖滲透率進行測試，該方法不依賴鉆機，也不對鉆孔施工造成影響，提高了測試效率與精度。圖1為鉆孔壓水試驗成果圖，根據規范要求解釋試驗成果圖對巖體滲透性進行分類。同時結合設計給出的防滲標準，對比設計底線發現小樁號端底部巖體屬于微透水區，該部位底線可抬升；而大樁號巖原底線下部巖體的透水率值大多在5Lu以上，遠高于設計標準，為保證工程質量，則建議該部位的防滲帷幕底線下調(圖1）。

在0+30、0+54位置完成了預定深度的鉆孔，并進行了鉆孔大功率聲波CT檢測。大功率聲波成果圖見圖3。從大功率聲波成果圖上可以看出，鉆孔深度60m以上，巖體波速較高，反映出巖體完整；鉆孔深度60～70m間存在2000～2800m/s的低波速區，解釋為砂層分布區，分布形態上看，小樁號端較厚，大樁號端較薄。由于砂層埋深深、規模大，對工程影響大，屬不良地質體，為保證工程質量，最后確定的處理方案是先對砂層段進行高噴處理、再進行細磨細水泥灌漿、最后根據檢測情況確定是否進行化學灌漿處理。

1.2巖溶灌后檢測

施工方完成高噴灌漿后，我方利用鉆孔壓水、鉆孔全景錄像、大功率聲波CT對灌漿效果進行檢測，得到如下結果：(1)鉆孔壓水試驗成果反映：經高噴灌漿處理后，檢測鉆孔的透水率大多數小于1.0Lu，說明采用高噴灌漿處理的效果良好的。(2)大功率聲波CT成果參見圖4，通過成果圖可以看出砂層區域的波速大幅提高，高于3.4km/s，低速范圍縮小，反映了高噴灌漿的效果良好。(3)鉆孔全景錄像成果參看圖5，其中發現不良灌注孔，全部進行處理，達到了控制施工質量的目標。

基于直流對電機驅動電路的使用需求，各大半導體廠商專門針對工業企業對直流電機的使用需求，推出了直流電機控制專用的集成電路，共同構成了集成電路控制系統，該種電路控制系統自身具有集成化效果好、驅動電路簡單、外圍元減少，使用便捷等特點。另外，該電路在使用過程中也存在一定的缺點，輸出的功率相對較為有限，無法滿足大功率直流電機的驅動需求。本文針對驅動電路存在的不足，專門設計了大功率直流電機驅動電路，提升了驅動電路的設計效果。

1大功率直流電機驅動電路的設計

1.1總體結構

大功率直流電機驅動電路如圖1所示：從圖1中的總體結構能夠看出電機驅動電路在控制信號方面具有重要作用，主要的控制信號包括電機轉向控制（DIR）及電機轉速控制（PWM）兩種。Vcc1是驅動邏輯電路中的部分電源，能夠為驅動電路提供電源，Vcc2、Vcc3也是驅動邏輯電路中的重要組成部分，在為大功率直流電機驅動電路進行供電時，主要是采用雙電源供電方式。M+、M-作為直流電機的接口[1]。大功率直流電機驅動電路在供電過程中，為了取得良好的供電效果，需要將驅動電路電氣與控制電路電氣隔離開來，避免驅動電路在運行過程中對其他電路的運行效果造成較大的影響，避免電路運行過程中遭受到其他電路的干擾，給系統的邏輯預算造成較大的影響。加大對邏輯信號的控制和使用，充分利用信號來提升光電隔離效果，放大邏輯信號的作用，充分利用控制電路與驅動電路的作用，來驅動H橋上的下臂，在驅動直流電機，以完成對驅動電路系統的控制[2]。

1.2電機驅動邏輯電路分析

在對驅動電路圖進行設計時，需要嚴格按照電器隔離的要求級Power MOSFET特性要求進行設計，結合當前工業行業對電路的使用要求，設計出了一款大功率直流電機驅動電路。驅動電路在實際的使用過程中，需要確保MCU端和電路輸入端進行有效的連接，所設置的輸入信號主要包括DIR信號和PWM信號兩種。其中DIR信號主要是指數字信號，通常為0或1。而PMN信號為脈寬調制信號，被廣泛應用與電機轉速控制中，需要確保兩種信號的有機連接，以此來提升信號控制效果，滿足工業企業對電機驅動邏輯電路的使用需求。通常電機驅動邏輯電路由 電機驅動邏輯電路、光電隔離和驅動放大器電路及H橋功率驅動電路共同組成[3]。電機驅動邏輯電路如圖2所示，控制信號PWM和DIR是電機驅動邏輯電路中的重要組成部分，主要用來收集MCU端送來的控制信號，信號會經過與門氣74LS08和反向器74LS04運算后，來實現對光電隔離器的再驅動。將DIR作為方向控制信號，在輸入信號時需要輸入DOR2，將DIR1和轉速控制信號PWM，通過74LS08進行預算，以得到轉速控制信號PWM2。需要確保PWM相遇DIR2轉速信號相運算后，以此來得到轉速信號PWM1，在對信號進行控制時，主要分為兩組對信號進行控制，將PWM1和DIR1作為一組，將PWM2和DIR2作為二組。PWM1和PWM2主要是用于控制電機的轉速，而DIR1和DIR2主要是運用控制電機的正反轉向[4]。待DIR1為1時，DIR2為0時，在對電機驅動情況進行記錄時，運算器74LS08需要分別于PWM相乘，從相乘后的結果能夠看出，PWM2計算所得的波形與PWM的波形相一致，說明兩者的輸出信號一致。如果DIR1為0時，DIR2為1時，說明PWM1與PWM兩者具有一致的波形信號。通過以上對電機驅動邏輯電路進行分析的過程，能夠看出DIR1、PWM1，DIR2、PWM2兩組信號在邏輯運算中，有助于驅動廣電隔離電路，對提升廣電隔離電路使用效果具有重要作[5]。

摘要：推板式造波機的主要原理是，通過一定的機械結構設計，使造波板沿著直線導軌進行周而復始的運動，目的在于推動水體變化，產生波浪。對推板式造波機的的造波機工作原理、總體機械結構設計、推波板的設計進行了介紹，并進行了推波板的最大行程計算、推波板的最大運動速度計算、造波板承受的最大負載力計算。對推板式造波機最大功率計算等參數的確認過程展開分析，以供參考。

關鍵詞：推板式造波機；機械結構；推波板最大行程；最大運動速度

造波機作為一種重要的實驗室裝置，能夠根據目標人物生成符合要求的波浪，包含規則波、不規則波、二維波、三維波以及有特殊要求的波，在船舶、港口、海岸及海洋工程等領域占有重要的位置。

1推板式造波機機械機構設計總體方案

1.1造波機及推板式造波機生成波浪的原理簡述。目前，世界范圍內對造波機的分類方式擁有多種標準，但業內人士通常根據造波機的驅動方式，將之分為電機驅動、液壓驅動、氣壓驅動共三種類型。如果按照造波機與水體互相作用的實際情況進行分類，造波機可被分為氣壓式造波機與機械式造波機兩個大類。一般來說，氣壓式造波機的工作原理是通過改變空氣壓力的方式，迫使水體形態發生變化，從而產生波浪。但此種方式由于空氣壓縮性變化范圍不夠穩定，因此生成波浪的精度不足，且無法承受超出一定范圍的負載。因此，只能應用于低負載的實驗。機械式造波機的工作原理為經過系統性、機械性的設計之后，將一部分機械部件設置成“可動”狀態之后，通過該類機械部件的運動使水體狀態發生變化，進而產生波浪。屬于機械式造波機的主流類別為搖擺式造波機、推板式造波機、沖箱式造波機、轉筒式造波機。其中，推板式造波機的工作原理為引入造波板，將之放置在特定的機械結構及直線導軌中，通過計算機進行遠端智能控制，當機械機構發生變動時，造波板也會沿著直線導軌進行周而復始的運動，從而周期性地形成波浪。在此過程中，造波板在每個周期中能夠行進的最大距離和運行的速度，是決定波浪最大高度的主要因素，而造波板完整行進一個周期的時間（即造波板的運動頻率），從根本上決定波浪的生成時間。1.2推板式造波機總體機械結構設計。水槽推板式造波機是推板式造波機中的一種常見類型。一般情況下，水槽推板式造波機的總體機械結構設計方案應該滿足如下條件：①完整的機械系統。包含機械結構（使造/推波板有序行進的系機械系統，包含導軌及其他材料、設備）、動力驅動系統（使推板式造波機自動運轉的裝置，可外接）、控制系統（計算機總控端，設計人員將有關參數確認完畢之后，將之編寫成智能控制程序，之后根據實驗目標或其他任務的特定需求，對推波板的形成、速度等進行設定）。上述三項內容為水槽推波板式造波機的核心架構，少了任何一項，造波機都不可能正常開展工作。②推波板造波機必須依賴推波板進行往復式的直線運動而產生波浪，因此推波板造波機的機械機構中必須含有交流伺服電機軸。此種裝置的存在目的是，能夠在自身轉動的過程中，帶動滾珠絲杠進行旋轉，在絲杠螺母的作用下，使推波板維持反復的直線運動。根據SolidWorks軟件進行建模分析后發現，完整的推波板造波機總體機械結構應該包含如下裝置：地板、交流伺服電機、聯軸器、支撐座裝置、滾珠絲杠、U形梁、螺母、滑臺機構、滑臺支架、推波板、推波板支承系統（如果是簡單的結構，只需設置簡易的支架即可）[1]。

2推板式造波機機械結構參數的計算確認