高壓變頻器控制單元總線板設計及阻抗匹配研究.pdf

1、變頻器廣泛應用于生產(chǎn)和生活的多個領域，是電力電子技術、微電子技術、控制技術相結合的產(chǎn)物。
　　 現(xiàn)代電力拖動系統(tǒng)中變頻器是一個非常重要的控制設備，運行的優(yōu)劣關系到整個控制系統(tǒng)的控制效果。常用高壓變頻器主要由功率單元和控制單元組成，總線板是變頻器控制單元內的高速數(shù)據(jù)傳輸背板，CPU單板、IT單板、PWM生成單板、電源單板都連接在總線板上，是各單板間的數(shù)字信號，電源供應的共用通道。在實際應用中，當高頻數(shù)字信號在總線板上傳輸時，極易出

2、現(xiàn)反射與振鈴等影響信號正常傳輸?shù)默F(xiàn)象，使總線板不定時出現(xiàn)超出安全閾值的干擾，產(chǎn)生不可預見的邏輯錯誤，所以對總線板進行設計以及運用相關的技術手段消除總線板的干擾，對整個變頻器穩(wěn)定而可靠的運行起到至關重要的作用。
　　 本文介紹了變頻器的基本結構和類型，以及變頻調速技術的發(fā)展史和變頻器的應用。針對多電平單元串聯(lián)電壓源型高壓變頻器，分析了它的組成部分移相變壓器、功率單元和控制單元的作用及構成。對高壓變頻器總線板所傳輸?shù)母哳l數(shù)字信號進行

3、分析，找出影響總線板信號傳輸?shù)母蓴_因素，如反射、振鈴、串擾等現(xiàn)象形成的原因，對總線板的傳輸線進行分析，確定傳輸線在實際應用中如何影響信號的傳輸以及傳輸線的特性阻抗，并分析了保證信號傳輸常用的阻抗匹配方法。
　　 根據(jù)高壓變頻器控制單元總線板所連接的單板，以及對實際工作的要求，比較各種常用的拓撲結構，確定總線板的基本結構和尺寸，并選用合適的PCB材料制作總線板;按照信號傳輸?shù)囊髮υO計完成的總線板，從理論上對數(shù)字、地址、控制等總線

4、運用阻抗匹配的方法抑制反射與振鈴等因素的產(chǎn)生，以保證總線板穩(wěn)定而可靠的運行。
　　 將設計完成的總線板進行帶載實驗，根據(jù)實驗中所表現(xiàn)出的故障現(xiàn)象進行分析，選用最準確的排除法對總線板故障原因進行查找，包括對總線上連接板的軟硬件進行調整，確定了總線上存在的影響總線板穩(wěn)定運行的干擾信號，也確定了故障產(chǎn)生的原因是傳輸線阻抗匹配不當。對總線板的傳輸線特性阻抗重新進行確定，計算出最佳的匹配電阻阻值，并對總線板相關的匹配電阻進行更換后重新帶載