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作(zuò)者:admin 日(rì)期:2018-05-24 點擊(jī)數:594
交流變頻調速技術發展至今已有30多(duō)年的曆史。由低壓變頻器構成的交流調速係統,因其技術上(shàng)的不斷創新,使係(xì)統(tǒng)在(zài)性能上不斷(duàn)地(dì)完(wán)善,並在電(diàn)氣傳(chuán)動領域挑戰直流調(diào)速(sù)係統,已得到了(le)廣(guǎng)泛的應(yīng)用(yòng)。現(xiàn)在(zài),中壓變頻技(jì)術在(zài)發達國家已(yǐ)經成熟,隨著新的電力電子器件的不斷出(chū)現,新的變換技術(shù)層出不窮,使(shǐ)得其得到更加廣泛的推廣應用。中(zhōng)壓大功(gōng)率調(diào)速領域采用交流變頻調(diào)速已是(shì)其發展的趨勢。這是因(yīn)為中壓大功率(315kW以上)的交流調速(sù)係(xì)統無論是在(zài)性能上,還是(shì)在價格上都優於直流係統。中(zhōng)壓變頻技術泛指(zhǐ)3kV、6kV、10kV三個(gè)電(diàn)壓等級領域的變頻(pín)技(jì)術。為(wéi)實現對中壓(yā)大功率交流電動機(jī)的變頻調速,人們提出了多種(zhǒng)拓(tuò)撲結構,比較實(shí)用(yòng)並已產品(pǐn)化(huà)的中壓變頻器,按(àn)其主接線(xiàn)可分為交(jiāo)—交變頻和交—直(zhí)—交變(biàn)頻兩大類。而交—直—交變頻又可分(fèn)為(wéi)中—低—中方(fāng)式、中—低方式(shì)及(jí)中—中方式。按中間直流濾波環節的(de)不同,在交—直—交變(biàn)頻領域中又可分為電流源(yuán)型、三電平PWM電壓(yā)源型(也稱NeturalPointClamped中(zhōng)點嵌位(wèi))、單元串聯多電(diàn)平PWM電壓源型。中壓變(biàn)頻技術的迅速發(fā)展是(shì)建立在(zài)電力(lì)電子技術的創新(xīn)、電力電子器件及材(cái)料的(de)開發及器件製造(zào)工藝水(shuǐ)平提高基礎之上(shàng)的,尤其是(shì)高壓(yā)大容量GTO、IGBT、IGCT器件的成功開發(fā),使中(zhōng)壓大(dà)功率變頻技術得以迅速發展,性能日(rì)益(yì)完善(shàn)。2中壓變頻(pín)技術21交—交(jiāo)變頻 交—交(jiāo)變(biàn)頻是早期中壓變頻的(de)主(zhǔ)要形式,其工作原理決定了它隻能工作在低頻率(20Hz以下(xià)),適應於低轉速大容量的電動機(jī)負載。因其主電路(lù)開關器件處於自然關斷狀態,不存(cún)在強(qiáng)迫換流問題,所以(yǐ)第一代(dài)電力電子(zǐ)器件——晶閘(zhá)管(guǎn)就能完全(quán)滿(mǎn)足它的要求。由(yóu)於(yú)其技術(shù)成熟,在(zài)國內開(kāi)發研製也最(zuì)多,目前在國內仍有一定的市(shì)場。 三相(xiàng)橋式交(jiāo)—交(jiāo)變頻(pín)電路的每一相為(wéi)反並聯的(de)可逆整流線路,隻要控製信號按正弦規(guī)律變化,就可以得到近似正弦的輸出波形。由於交—交變頻(pín)電(diàn)路實質上就是可逆(nì)整流線路,因此在(zài)直流可逆傳動中的(de)有環流、無(wú)環流等控製技術都可以采用。交—交變頻利用電網電壓來換流,因此它的輸出電壓(yā)是由電網電壓中壓變頻(pín)技術(shù)動態與市場展望
變(biàn)頻器主電路圖(tú)
若幹(gàn)段“拚湊”起來的(de),一般(bān)最(zuì)高輸出頻率隻能是電網頻率的1/3以下。 交—交變頻在(zài)其主接線中(zhōng)需要大量的晶閘管,故結構複雜,維護工作量較(jiào)大,並(bìng)因采用移相控製方式,功率因數較低,一般僅有0.6~0.7,而且諧波成分大(dà),故需要無功補償(cháng)和濾波裝置,使得總的造價提高。因交—交變頻采用的技術比較落後,諧波成分大、功率因(yīn)數低及調(diào)速範圍不寬等自身的原因,在(zài)其發展中麵臨著新技術的挑(tiāo)戰,在中壓大功率交流變頻領域有被淘汰的趨勢。22交—直—交變頻 在中壓變頻領域交—直—交(jiāo)變頻(pín)有多種拓撲結構,如中—低—中方式(shì),其實質上(shàng)還是(shì)低(dī)壓變頻,隻(zhī)不過是從電(diàn)網(wǎng)和電(diàn)動機兩(liǎng)端來看是高壓。因其存在(zài)著(zhe)中間低壓環節(jiē),故有著電流(liú)大、結構複雜(zá)、效(xiào)率低、可靠性差等(děng)缺點。該方式是中壓變頻技術發展(zhǎn)中的(de)一種由低壓變頻向中壓變頻(pín)過渡的方式。由於其發展較早,技術也比較(jiào)成熟,所以目前仍有廣(guǎng)泛的應用,德國西門子、英國西枝來克(kè)公司的中壓變頻以此種技術為主。隨著中壓變頻技術的發展,特別是新的大功率可關斷器件的研(yán)製成功,中—低(dī)—中方式由(yóu)於其(qí)自身(shēn)的缺(quē)點,在今後的發展中有被逐步淘汰的趨勢。而直接(jiē)中(zhōng)壓變頻方式(shì),因沒有中(zhōng)間的低壓環節,結構上有著廣闊的(de)發展前景(jǐng)。 以IGCT為主電路器件的(de)ACS1000型中(zhōng)—中變頻(pín)器(qì)的主電路如圖1所示。從圖中可以看到IGCT既不串聯也不(bú)並聯,並用兩隻IGCT代(dài)替傳統的快(kuài)速熔斷器,其開(kāi)斷速(sù)度為傳統快熔的1000倍,其逆變器(qì)也是三電平(píng)電路。由於采用IGCT,使該種結構的變(biàn)頻器的性能(néng)得(dé)以大幅(fú)度提高(gāo),IGCT在目前中壓直(zhí)接變頻(pín)領域是最具有創新(xīn)性和廣闊發展(zhǎn)前景的電力電子器件。交—直—交變(biàn)頻(pín)中的中—中方式,雖然具有損耗小(xiǎo)、無降壓與升壓變壓(yā)器等特點,但(dàn)由於其產生大量的高次諧波,在應用中受到(dào)一定的限製。單元串(chuàn)聯多(duō)電平形式,由於(yú)它在諧波、效率和(hé)功率因(yīn)數(shù)等方(fāng)麵的優(yōu)勢,在不要求四象限(xiàn)運行時有著(zhe)較廣泛的(de)應用前景。而三電平(píng)控製由於具有(yǒu)以下特點,將成為今後變頻技(jì)術發展的主要(yào)趨勢。1)采用三(sān)電平(píng)拓撲(pū)能有效地解決電力電(diàn)子器件耐壓不高的問題,由於(yú)每(měi)一個開關(guān)器件承受的關斷電壓僅為直流側電壓(yā)的一(yī)半(bàn),因(yīn)此它適用於高電壓大功率(lǜ)。2)三(sān)電平拓撲單個橋能輸出三種電(diàn)平(+Ud/2、-Ud/2、0),線(相)電壓(yā)有更多(duō)的階(jiē)梯來模擬(nǐ)正弦波,使得輸出波形失真度減少,因此諧波大為減少(shǎo)。3)多級電壓階梯波減少(shǎo)了(le)du/dt,使對電機(jī)繞組絕緣衝(chōng)擊減小(xiǎo)。4)三(sān)電(diàn)平(píng)PWM方法把第一組諧波(bō)分布帶移(yí)至(zhì)2倍開關頻(pín)率的頻帶區,利用電機繞組電感能較(jiào)好地抑製高(gāo)次諧波對(duì)電(diàn)機的影(yǐng)響。5)三電(diàn)平拓(tuò)撲能產生3×3×3=27種(zhǒng)空間電壓(yā)矢量,較(jiào)二電平大大增加,矢(shǐ)量的增(zēng)多(duō)帶來諧(xié)波消除算法的自(zì)由(yóu)度,可得到很好的輸出波(bō)形。3中壓(yā)變(biàn)頻(pín)技術動態31多(duō)單元串(chuàn)聯中壓變頻技術 國際上(shàng)具有研(yán)製生產新(xīn)型大功率中壓變頻裝(zhuāng)置能力的均是各(gè)大知名電氣公司,諸如(rú)美國(guó)AB公司、羅檳康(ROBICON)公司和日本東芝(zhī)公(gōng)司(sī)等,並有搶占我國(guó)中壓(yā)變頻器市(shì)場的趨勢。近年來,國(guó)內外一些公司都在研製新型“無電網汙染”的高壓變頻器。據報道(dào),這類(lèi)變頻(pín)裝置具有高功率因數、高效(xiào)率、無諧(xié)波(bō)汙染、無需專用(yòng)電機等優點(diǎn),在(zài)技術(shù)上以達到國際先進水平(píng),其三相(xiàng)係統(tǒng)主電(diàn)路(lù)結構如圖2所示。三相高壓電經移相變(biàn)壓器,由其副邊每相的(de)5個二次線圈將(jiāng)電壓分(fèn)別移相12°供給5個功(gōng)率單元,各(gè)功率單元電(diàn)路如(rú)圖3所示。為常規交—直—交電壓型逆變器,輸入(rù)側(cè)為(wéi)三相全橋二(èr)極管整流,中間(jiān)為電容濾波環節,輸出側為IGBT單(dān)相全控形式。即在A.B兩(liǎng)點之間得(dé)到PWM波(bō)形,5個功率(lǜ)單元相疊加即可輸出高電壓(yā)正弦波給交流感(gǎn)應電動機。例如每個(gè)功率單元承受電壓為690V,5個單(dān)元串聯後相電壓為3450V,對應線電壓為6000V。該裝(zhuāng)置在係統設計上采用了多(duō)項先(xiān)進技術(shù)。
圖3大功率逆變器單元主電路結構(gòu)圖
圖2三相(xiàng)係統主(zhǔ)電路結構圖
1)逆變器(qì)直流側(cè)通過曲折變壓器移相實現30脈波整流,理論上29次以下的諧波電流都(dōu)可以消除,使裝置的諧(xié)波抑製(zhì)能力大大加(jiā)強,使電網側電壓與電流之間幾乎無相(xiàng)移,因此功率因數可以(yǐ)接(jiē)近於1。
2)采用(yòng)IGBT作為主電路的開關器件,可以(yǐ)提高(gāo)開關頻率,以減小電流(liú)和轉距的脈動(dòng)。
3)全數字化光纖控製技術的應用,控製(zhì)柔性和可靠性大大(dà)提(tí)高。
4)多級PWM輸出波形生成技術,單元逆(nì)變橋輸(shū)出PWM波形(xíng)以及5級移(yí)相疊加後(hòu)得(dé)到的變頻器輸出電(diàn)壓呈現電平台(tái)階梯形逐級(jí)錯開的理想狀(zhuàng)態(tài),實現(xiàn)了高(gāo)質量的功率輸出(chū),大大(dà)減少了(le)輸出電(diàn)壓的du/dt對(duì)電機繞(rào)組的衝(chōng)擊,在這種PWM控製方法下,器件開關頻率是電(diàn)機繞組的等效(xiào)開關頻率(lǜ)的(de)10倍(bèi),以較小的器件開關損耗實(shí)現了(le)較高的電(diàn)機運行(háng)性能。
5)功率(lǜ)單元標準模塊(kuài)化,IGBT驅動電路智能化,並在功率單元(yuán)電路設計中應用了功率母線技術。係統有(yǒu)著完善的檢測及保護功能,並(bìng)具有(yǒu)與PC機現場總線的標準接(jiē)口,采用鍵盤操作和大(dà)屏幕液晶(jīng)漢顯界麵。
32主流器件
中壓變頻技術主電(diàn)路拓(tuò)撲結構是(shì)隨(suí)著(zhe)電力電子器件的發展而不斷(duàn)發(fā)展的,早期產品應用的晶閘管器(qì)件已處(chù)於(yú)逐步被淘汰的趨勢。GTO具有高電壓、大電流的發展潛力,但(dàn)驅動(關斷)電路複雜(zá),影響(xiǎng)可靠性(xìng),J3結(jié)特性(xìng)很軟,耐壓很低的P—N結,若GTO未處於導通狀態就連續對G—K所在的(de)J3結施加強的(de)負門極脈衝是(shì)很(hěn)危險的,因此在(zài)應(yīng)用中GTO狀態識別和邏輯保護是十分重要(yào)的。而采用內部(bù)MOS結構關斷(duàn)的GTO,因工藝複雜(zá),目前(qián)未能(néng)實現大功率化。為實現(xiàn)可關(guān)斷MOS結(jié)構(gòu)的(de)GTO,已開發(fā)研製出把MOS結(jié)構置於GTO外麵來協(xié)助關斷的IGCT。IGCT適用於大(dà)電流(1000A以上)、低頻率(1000Hz以下)的應(yīng)用,由於其從研製生產到應用的一係列(liè)技術受(shòu)到專(zhuān)利的保護,在推廣應用和器件競爭中未能完(wán)全取(qǔ)GTO。IGBT作為第三代電力(lì)電子器(qì)件,因(yīn)其工作電壓較低(dī),在多電平(píng)級聯式變頻(pín)裝置中(zhōng)有其廣闊的發展前景(jǐng)。其(qí)作為主電路器件(jiàn)的(de)中壓變頻裝置具有改善輸出電流波形,減(jiǎn)少(shǎo)諧波對電網的(de)汙染及減少係統和電動機的(de)電(diàn)應力(lì)。IEGT是最為嶄新的電力電子器件(jiàn),其吸取了IGBT和GTO兩(liǎng)者的優點(diǎn),稱為“注入增強柵晶(jīng)體管”,它(tā)是在溝槽型IGBT基(jī)礎上,把部分溝道(dào)同P區相聯(lián)使發(fā)射極區注入增強,使得IEGT具有高(gāo)電壓大電流和高的工作(zuò)頻率,使(shǐ)其(qí)更適合於高(gāo)電壓大功率、高頻率(lǜ)的變頻裝置。
目前,應用(yòng)在中壓大(dà)功(gōng)率變頻領域的電力電子(zǐ)器(qì)件,已形成GTO、IGCT、IGBT、IEGT相互競爭不斷創新的局麵,在大功(gōng)率(1000kW),低頻(pín)率(1000Hz)的傳動領域(yù),如電力牽引機車領域GTO、IGCT有著獨(dú)特的優勢,而在高載波頻率、高斬波頻率(lǜ)下IGBT、IEGT有著(zhe)廣闊的發展(zhǎn)前景,在現階段中(zhōng)壓大功率變(biàn)頻領域將(jiāng)由這四種電(diàn)力電子器件構成其主流器件。
33主(zhǔ)流(liú)結構
目前就中壓大功率(lǜ)變頻(pín)器的主流結構為中—中方式及其派生的形(xíng)式。
1)電壓源型(xíng)中—中變(biàn)頻器(qì)電壓(yā)源型中—中變頻器由整流器和逆變(biàn)器兩部分組成(chéng),在逆變器的(de)直流側並有(yǒu)大電(diàn)容,用(yòng)來緩衝(chōng)無功功率(lǜ),當(dāng)要(yào)求輸出電壓高於普(pǔ)通PWM電壓源型變頻器時(shí),可采用三電平PWM方(fāng)式(shì),以避免(miǎn)器件串聯(lián)的動(dòng)態均壓問題(tí),同(tóng)時降低輸出諧波du/dt。三電平PWM方(fāng)式整流(liú)電路采用二(èr)極管,逆變部分功(gōng)率器件(jiàn)采(cǎi)用GTO、IGBT或IGCT。每個橋臂雖由4個功率器件串聯,但(dàn)是不存在同時導(dǎo)通和關(guān)斷以及由此引起的(de)動態均壓問(wèn)題。由於(yú)輸出相(xiàng)電壓電平數增加到了3個,每個電平的幅值下(xià)降,且提高了(le)諧波消除算法的自由度,可(kě)使輸(shū)出波形比二電平PWM變(biàn)頻(pín)器有了較大的(de)提高,輸出du/dt也(yě)有所(suǒ)減少。若(ruò)輸入也(yě)采用(yòng)對稱(chēng)的PWM結構,可以(yǐ)做到係統功率(lǜ)因數可調,輸(shū)入(rù)諧(xié)波也很低,且可四象限(xiàn)運行。為減少輸出諧波和轉距脈動,希望有(yǒu)較高的開關頻(pín)率,但會導(dǎo)致變頻器損耗增加,效率下降。三電平變頻器(qì)輸出若不設濾波器,一般需要特殊電動(dòng)機(jī),若使用普通電動機應降額應用。
2)電流源型中—中變頻器(qì)電流源型(xíng)變頻器(qì)的最大優點是電能可(kě)以(yǐ)回(huí)饋到電網,其結構(gòu)決(jué)定由其構成的(de)交流(liú)調速係統可實現四象限(xiàn)運行。由於輸入側(cè)采用橋式晶閘管整(zhěng)流電路,輸入電流(liú)的諧波較高,功率因數低,且(qiě)隨(suí)著(zhe)係統轉速的下降而(ér)降(jiàng)低,另(lìng)外,電流(liú)源型(xíng)變頻器還會產生較大的共模電壓,若不采用隔離變壓器,其共模電壓會影響(xiǎng)電動機的絕緣。裝置的輸(shū)出電(diàn)流諧波也較高,會引起電動機(jī)的額外發熱和轉矩脈(mò)動(dòng),從(cóng)而影響係統的(de)動態指標。由於(yú)驅動功率(lǜ)、均壓電(diàn)路(lù)等(děng)固定(dìng)損耗較大(dà),係統效率會隨(suí)著負載的降低而下(xià)降。采用(yòng)GTO作為逆變部分功率(lǜ)器件(jiàn),可以通過PWM開關模式來實現消除諧波電(diàn)流,但係統(tǒng)受到GTO開關頻率上限(xiàn)的限製,一般控製在(zài)幾(jǐ)百Hz左右,若整流電路采用GTO作電流PWM控製,可(kě)以得到較低的輸入電流諧波和較高的輸出功率因數,但(dàn)會(huì)使係(xì)統結(jié)構複雜和成本增(zēng)加。電流源型的發展(zhǎn)稍晚於電(diàn)壓源型,在主電路方麵(miàn)電(diàn)流源型與電(diàn)壓源型比較有三大差別。
①逆變器的直(zhí)流側(cè)采用大(dà)電感L作為濾波(bō)元件,即直(zhí)流電(diàn)路具(jù)有較大的阻抗,由於L的作用,三相整流橋(qiáo)交流側的輸入電流(liú)為120°方波電流(liú),同樣三(sān)相逆(nì)變(biàn)橋交流(liú)側輸出(chū)電(diàn)流為120°方波(bō)的電流(liú)。由(yóu)於L的作(zuò)用,能有效地(dì)抑製故障電流的(de)上升率(lǜ)實現(xiàn)較理(lǐ)想的保護特性。
②沒有與逆(nì)變橋反向並聯的反饋二極(jí)管橋,這(zhè)裏整(zhěng)流(liú)橋和逆變橋的電流方向始終不(bú)變,傳動係統能量的再生可以通過整流橋和逆(nì)變橋的直流電壓(yā)同時反向,將(jiāng)能(néng)量返送交流電網,因此(cǐ)可快速實現(xiàn)四象限運行,適用於頻繁(fán)加減速(sù)和頻(pín)繁啟動(dòng)的負(fù)載場合。
③逆變橋依靠逆變橋內的電容(róng)器(qì)和(hé)負載電感的(de)諧振來換流(liú),簡(jiǎn)化了(le)主電路(lù)。34功率單元串聯及多電平(píng)方式 在中—中變頻器的主電路結構中,若(ruò)采用若幹(gàn)個低壓PWM變(biàn)頻功率單元串聯的方式實現直接高壓,單元串聯的(de)數量決定輸(shū)出電壓的等(děng)級(jí),不存在(zài)著器件的均壓問題。逆變器部分采用多電平移(yí)相式PWM技術,同(tóng)一相的功率單元輸出相(xiàng)同(tóng)的基波電(diàn)壓,但串聯各單元(yuán)的5對載波(每對含正(zhèng)反(fǎn)向信號(hào))之(zhī)間互相錯開36°,實(shí)現多(duō)電平(píng)PWM,每個功率單元的IGBT開關頻率為600Hz,若每相5個功率單元串聯時(shí),等效的輸出相電壓開關頻率為6kHz,可以降低開(kāi)關的損耗,提高變頻器(qì)效率,此種(zhǒng)結構的變(biàn)頻器(qì)可適用於任何普通的高壓(yā)電動機(jī),且不必降額使用。雖然采用這種主電路拓撲結構(gòu)會使器件的數(shù)量增(zēng)加,但由於驅動(dòng)功(gōng)率下(xià)降,開關(guān)頻(pín)率較低且不必采用均壓電路,使係統在效率方麵仍有較大的優勢,一般可達97%。由於采用模(mó)塊化結構,所有功率(lǜ)單元(yuán)可以互換,維修也比較(jiào)方便。但由於采用二極管整流電路,所以能量不(bú)能回饋電網,不能實現四象限運行,其應用領域受(shòu)到一定的限製。 35功率母線技術 在電力電子技術及應用裝置向高(gāo)頻(pín)化發展的今天,係統中特別(bié)是連接(jiē)線(xiàn)的寄生參數產生巨大的電(diàn)應力,已(yǐ)成(chéng)為威脅電(diàn)力電子裝(zhuāng)置可靠性的重(chóng)要因素(sù)。從直(zhí)流儲能電容至逆變器的器(qì)件之間的直流母線上的寄生電感在通常的(de)硬(yìng)開關逆變器(qì)中(zhōng),由(yóu)於瞬時(shí)切(qiē)換時(shí)的過(guò)電壓(yā),會(huì)使(shǐ)器件過熱,甚至有時使逆變(biàn)器失控並超(chāo)過器件的(de)額定安全工作區而(ér)損壞,限製了開關(guān)工作(zuò)頻率的(de)提高。功率母線按其結(jié)構(gòu)可(kě)分為以下幾種:1)電纜絞線電纜絞線是最常(cháng)用的(de)傳統功(gōng)率母線,價廉、簡易,但在IGBT逆變器中(zhōng),由於(yú)電纜線的自(zì)感大,與園截麵導線相比,扁平母線的自感隻有園導線的(de)1/3~1/2,而所(suǒ)占的體積隻有它(tā)的1/10~1/2。2)印刷電路板印刷電路板(bǎn)母線主(zhǔ)要(yào)用於小電流(liú)逆變器(qì),但當母線(xiàn)直流電流達到150A時(shí),要(yào)求電路板的複(fù)銅層很(hěn)厚,造價太(tài)高(gāo),另外用來連(lián)接(jiē)多(duō)層導線板的穿孔不但占據較(jiào)大(dà)的空(kōng)間(jiān),而(ér)且會影響(xiǎng)整機的可靠(kào)性。
3)裸銅板母線(平麵並行母線)這是一(yī)種工(gōng)業上廣泛(fàn)應(yīng)用的IGBT模塊饋電係統的傳(chuán)統母線形式(shì),其缺點是在於並行母線的互感較大(dà)。4)支架式母線(xiàn)如果將正直流母線銅板(bǎn)放置在(zài)負直(zhí)流母線板的上方,中間用一層(céng)薄絕緣材料隔開的(de)方法來製作母(mǔ)線,由於磁場的(de)相互抵(dǐ)消,可以(yǐ)最(zuì)大限 度地降低互感,但(dàn)其工(gōng)藝複雜,不(bú)宜規模化生產。由(yóu)於上述(shù)幾種(zhǒng)功率母線(xiàn)都存在(zài)著不同的缺點,因(yīn)此(cǐ)製約大功率變頻器體積的小型化(huà)的進程,為此開發研製(zhì)出迭層功率母線(xiàn)。5)迭層功率母線基(jī)於電磁場(chǎng)理論,把連線(xiàn)做成扁平截麵(miàn),在同樣(yàng)截麵下做得越薄(báo)越寬,它的寄生電感越小,相鄰導線內流過相(xiàng)反(fǎn)的電流,其磁場抵(dǐ)消,也可使寄(jì)生電感(gǎn)減小,這就促使萌生迭層功率母線的思路。所謂迭層功率母(mǔ)線(xiàn)是以又(yòu)薄又寬的銅排形式迭放在(zài)一起(qǐ),各層之間用很薄的高絕緣強度的材料熱壓(yā)成一體,整個母線(xiàn)極之間(jiān)的距(jù)離均勻一致,以減少互感,各層(céng)銅排都(dōu)在所需要(yào)的端子位置處同其他層可靠絕緣地引(yǐn)出,使所具(jù)有不同電位的(de)端子(zǐ)表露在同一平麵上,以便於把主(zhǔ)電(diàn)路中的所(suǒ)有器件與(yǔ)之相連。這種整(zhěng)體的迭(dié)層功(gōng)率母線結構,可承受數百(bǎi)kg的切應(yīng)力(lì),其導電極之間可承受數(shù)kV的電(diàn)壓。使(shǐ)用迭(dié)層(céng)功率母線將IGBT和整流管等模塊、散熱器(qì)、電容器及柵極驅動電路組合(hé)在一起,迭(dié)層(céng)功率母線與器(qì)件之間(jiān)的連接是用(yòng)不同的端子(zǐ)和插接件等來完成的,以使相連接(jiē)時的接觸表麵與(yǔ)母線之間的接觸電阻非常(cháng)小,也使得(dé)寄生電(diàn)感成數量級地減小,從(cóng)而使Ldi/dt的過電壓應力降至最(zuì)低,保證電力(lì)電子裝置工作在(zài)最佳狀態(tài)。4市場分(fèn)析 我(wǒ)國發電量的50%~60%用於交流電動機,而容量在315kW以上的(其額(é)定電壓(yā)一般為3~10kV),電(diàn)動機占電動機總裝機容(róng)量(liàng)的40%~50%。由於我國中壓變頻技術仍沒有形成產業化,落後(hòu)於國外發達國家,因(yīn)此這部分電動機在負載工況變化時,缺少經濟可(kě)靠的調速(sù)手段,每天(tiān)都在(zài)浪費著大量(liàng)的電能,因此國(guó)內潛在著(zhe)巨大的中壓大(dà)功率變頻(pín)器市場(chǎng)。世界(jiè)上各大(dà)知名(míng)的電氣公司,如西門子、ABB、AB、AEG、東芝等(děng),都在這一領域展開激烈的競(jìng)爭,投入大量(liàng)的(de)人力、物力和財力,開發研製高性能的產品,以搶占我國中壓大功(gōng)率(lǜ)變頻(pín)器的市場。國(guó)家計委預(yù)計在今後十五年內,我國變頻(pín)器總需求的投資額在500億元以上,而其中(zhōng)60%~70%是中壓大功率變頻器。
我國的高壓變頻器市場有其特殊性,其使用環(huán)境、用戶特點與國外差別(bié)較(jiào)大(dà),歸納起來有(yǒu)以下幾點:
1)行業性很(hěn)強,主要集中(zhōng)在冶金、電力、供水、石油、化工、煤(méi)炭等行業。在工業(yè)用電中石油(yóu)、煤(méi)炭等能源(yuán)行(háng)業耗電占22.34%;化工(gōng)占14.73%;冶(yě)金占14.18%;機械建(jiàn)材占10.96%;供(gòng)水(shuǐ)占10.53%。
2)上述行業(yè)中大都為國有控股企業,定購產(chǎn)品涉及動力、計劃、技術改造等部門(mén),購買決(jué)策周期長(zhǎng)。
3)一次性投資購買設備金額較大,若(ruò)能(néng)采用賣方信(xìn)貸、租(zū)賃、節能效益還款等方式促銷(xiāo),會使用戶更快接收(shōu)。
4)各類負載工況差異大,使用經驗相對少。
5)目前全國各行業中,隻有少數企業的高壓電(diàn)機(jī)使用了調速(sù)方式,市場空白點(diǎn)多。
6)政府行(háng)為和市場的不確定性。高壓(yā)變頻器(qì)屬投資(zī)類設備(bèi),主(zhǔ)要用於節能和改善生產(chǎn)工(gōng)藝。用戶是(shì)否(fǒu)購買此(cǐ)類設備與政(zhèng)府的政策導向關係很大。如政府推廣力度較大,市場(chǎng)啟動會快一些,反之則慢。另一方(fāng)麵市場(chǎng)還(hái)受國際、國內經濟大(dà)環境的(de)影(yǐng)響及國內(nèi)用(yòng)戶(某些行業)整(zhěng)體經濟效(xiào)益好壞的影響。因此,在未來(lái)市場發展過(guò)程中仍存(cún)在著一(yī)些不確定(dìng)的因素(sù)。
7)海外跨國公司知名品牌產品大舉進入(rù)我國市場的(de)可能性較(jiào)大,各方(fāng)應有所準備。
我們如果不能(néng)在這場競爭中研製開發出自己的創新(xīn)產品,並形成(chéng)產業化生產(chǎn)規模(mó),並加大推廣應用力(lì)度,那麽我們(men)將把國內幾(jǐ)百億元的中壓大(dà)功(gōng)率變頻器市(shì)場(chǎng)讓(ràng)給(gěi)國外各大電(diàn)氣公司,其結果是由國外各大電氣(qì)公司壟(lǒng)斷我國中壓大功率變(biàn)頻器技術及市場,那時我國在這一領(lǐng)域的技術和(hé)產品將是“萬國型”。因(yīn)此(cǐ)研製國產(chǎn)中壓大(dà)功率變頻器,就必須走產學研聯合創新之路(lù),才能(néng)形成產業化的規模。而要(yào)從技術創新走向產業成功的(de)路(lù),並沒有一個固(gù)定(dìng)模式和規律讓我(wǒ)們去遵循,而是(shì)需要在(zài)市(shì)場經(jīng)濟的(de)競爭中穿(chuān)插、協(xié)調,把人的智慧、技術(shù)、和社會的資金及產(chǎn)品在(zài)市(shì)場上的推廣(guǎng)應用的網(wǎng)絡有機地結合,形(xíng)成技術創新、推廣(guǎng)應用(yòng)、網絡服務,以此推動國(guó)產中壓大功(gōng)率變頻器走向市(shì)場,並占(zhàn)領市場形成(chéng)全新的規模化的朝陽產業。