基于PEBB技术的630kVA三电平NPC变频器设计

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PEBB(Power Electronic Building Blocks)-模块化的设计理念使得电力电子设备的标准化成为可能。这种模块化的设计方式提高了逆变器的可维护性,同时缩短了开发时间,降低了成本。这些性能成为电力电子器件应用的关键因素。
  本文是基于PEBB的概念设计630kVA三电平变频器。变频器由四个PEBB模块通过直流母线互联,控制上采用EtherCAT网络互联。每个PEBB模块采用4个IGBT+2个二极管的组合方式作为PEBB模块单元。PEBB模块的设计主要包括结构设计与控制器设计两个方面。其中在结构设计方面主要包括层叠母排的设计与分析,散热器的设计与分析,PEBB的机械结构设计。其中使用倍福公司高速的工业以太网络EtherCAT。EtherCAT网络将每个PEBB模块组合在一起,在控制器设计方面主要完成主站控制器的软件设计,从站控制器的软件及硬件设计。这样就完成了对一个电力电机设备的模块化设计。使其组装成更大容量的电力电子设备成为可能。
  实验表明主控制器能够完成其控制功能任务调度顺序和状态图一致,EtherCAT主站启动正常能够和主控制器完成SPI通讯,EtherCAT从站正常启动能够和主站进行通讯。实验结果测试表明三电平的波形与仿真的结果一致。
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