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矿井提升机是应用于矿山的一种大型提升设备。课题针对矿机提升机研究现状和对电控装置的要求,研究了一种基于IGCT器件的大功率二极管钳位式三电平逆变器,该逆变器以IGCT为主要开关器件,它结合了IGBT和GTO的优点,适用于中高压、大功率场合。 IGCT是一种高耐压、低通态压降、驱动和缓冲电路简单的功率器件。课题首先对IGCT器件的特性进行了分析,指出了影响IGCT关断过电压的因素,并通过测试电路对这些因素进行了计算和仿真分析。 与两电平相比,多电平具有输出电压波形畸变小、开关损耗小、效率高等优点,将大功率器件IGCT应用于多电平逆变器中,减少了装置的器件数,可靠性高。课题对基于IGCT器件的逆变器进行了原理和特性分析,给出了三电平逆变器开关器件的参数选择。通过对单相桥的仿真测试,考察了吸收电路和开关器件的关系。 针对三电平逆变器的空间矢量控制策略,课题提出了一种新的矢量控制算法,该算法将多电平问题转化为两电平问题,计算简单,通过仿真测试,证实了该算法的可实施性。 课题最后对该大功率三电平逆变器系统进行了仿真,通过对不同频率下其输出波形的对比,证实了频率越高,输出波形质量越好,基于器件IGCT的大功率逆变器的优势得以体现,说明了该逆变器在提升机等大功率领域的优越性。