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采用模块化多电平变换器的高速中压驱动集成控制与性能分析
IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics ( IF 4.6 ) Pub Date : 2022-01-11 , DOI: 10.1109/jestpe.2022.3142052 Jianyu Pan 1 , Ziwei Ke 2 , Xiao Li 2 , Yihui Zhao 1 , Julia Zhang 2 , Jin Wang 2 , Longya Xu 2
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模块化多电平变流器（MMC）因其级联设计、高质量输出和强可靠性而对开发高速中压变频驱动器（MV VFD）极具吸引力。然而，高速中压变频器在电容稳压、电流调节、动态响应等方面都有较高的要求，如果采用MMC作为高速中压变频器，很容易出现电压/电流不稳定和畸变的情况。本文介绍了一种采用碳化硅 (SiC) 基 MMC 的高速 VFD，为永磁同步电机供电。针对上述低/中/高速范围的问题，专门提出了一种新的集成控制方法。性能分析是根据效率、功率密度、输出电流质量和速度范围进行的。通过全尺寸仿真模型和基于 SiC 的高功率 MMC 测试台评估稳态和动态条件。结果表明，该方法有效地消除了从零到最高速度时的大电容电压波动、谐振环流和饱和输出电压。与现有限速（<4000 r/min）MMC变频器相比，基于SiC的MMC变频器转速提高3倍（15 000 r/min），效率提高（99.43%），功率密度高，电流谐波低扭曲。
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