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由于在大功率传动领域内对变频器的迫切需求,本文对基于IGCT两电平电压源型交直交大功率变频器进行设计。在介绍大功率变频器主回路多种拓扑方式的基础上,分析了基于IGCT两电平电压源型交直交大功率变频器的拓扑结构,通过计算大功率变频器主回路的电路参数和研究两电平电压源型变频器的空间矢量调制(SVM)控制策略,来设计其硬件电路和软件系统,并且建立仿真实验来验证设计的正确性。首先,完整地介绍了交直交大功率变频器的拓扑结构,通过对比介绍了交直交变频器主回路中整流器和逆变器的多种拓扑结构方式,分析了基于IGCT两电平电压源型交直交大功率变频器拓扑结构。并研究了 IGCT工作原理和其缓冲电路,提出了一种改进的RLCD+RCD缓冲电路,再从拓扑介绍和工作模式分析了两电平电压源型交直交大功率变频器的拓扑结构。然后,对基于IGCT两电平电压源型交直交大功率变频器进行设计。设计了大功率变频器主回路的电路参数,其主要包括整流、滤波和逆变电路的参数设计,在计算器件的电压电流以及功率的基础上,选择所满足要求的器件型号。设计了两电平电压源型交直交变频器的SVM控制策略,其主要内容包括描述空间矢量调制的定义、开关工作状态的划分、空间矢量的建立、作用时间的计算方式和开关顺序的设计。设计了硬件系统,其主要包括主回路、DSP芯片电路、过流过压保护、直流母线电压保护、逆变器温度保护、电磁干扰(EMI)抑制电路、串口通讯电路、驱动控制电路、缓冲电路和电源电路的设计。设计了软件系统,其主要包括系统主程序的设计,SVM控制中断以及SVM调制波实现过程的设计,控制保护程序中的过流保护、直流母线电压保护和逆变器温度保护的设计,系统通信程序和人机交互程序的设计。最后,建立基于IGCT两电平电压源型交直交大功率变频器的simulink仿真模型,并搭建一台10MVA的大功率变频器实验模型,仿真与实验波形分析验证其设计的正确性。