高壓變頻器HARSVERT-A的小型化之路
閱讀：629發布時間：2008-03-07
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煙臺勾股通信技術有限公司
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2001年，6KV/280KW變頻器的總長是5.4米，用戶為安裝變頻器的控制室的尺寸大費周折，zui后把一間休息室騰出來擺放變頻器。用戶的為難也給我們的研發人員上了一課，不能光考慮設備的電氣設計，還要結合現場對變頻器的結構進行改進，不斷滿足用戶的需要。到目前為止，6KV/400KW以下的產品總長已經控制在3.6米以內。
在減小變頻器外形尺寸的過程中，我們主要從以下幾方面開展工作：
1、 提高干式變壓器的絕緣等級，以減小變壓器的尺寸。我們使用的干式變壓器的絕緣等級zui初是B級絕緣，后來提高到F級，目前的絕緣等級為H級。
2、 提高功率模塊的能量密度，減小功率模塊的外形尺寸。如在1600KW-1800KW/6KV、2240KW-3000KW/10KV系列的高壓變頻調速系統中，我們在功率模塊的結構形式上進行了大膽創新，開發出小體積、高性能的功率模塊，使變頻器的體積大大縮小。在改進以前，1600KW-1800KW/6KV系列高壓變頻調速系統的功率模塊的外形尺寸為500×420×560mm，整個系統共有15個功率模塊，這樣功率柜的整體尺寸為3300×1200×2560mm。通過開發新型的散熱器，使用新型的低功耗功率器件，并對功率模塊內部的功率器件重新進行精心的布置，大大提高了功率模塊的能量密度。改進后功率模塊的外形尺寸縮減為335×420×560mm，整個系統還是15個功率模塊，功率柜的整體尺寸縮減為2200×1200×2560mm，寬度方向減小1100mm，比改進前縮小了33%。通過采用同樣辦法，2240KW-3000KW/10KV系列高壓變頻調速系統的寬度方向尺寸縮小了1600mm，應該說，這是一個很大的進步。
3、 提高功率模塊的工作電壓，通過減少功率模塊的數量的辦法，來減小體積。我公司使用的技術方案為單元串聯多電平拓撲，通過多個低壓功率單元的輸出串聯來獲得高壓。原來在6KV的系統中，我們使用460V的功率模塊，每相有7個模塊串聯，整個系統共有21個模塊。在解決了散熱問題和對控制軟件進行修改后，我們將690V的功率模塊應用于6KV系統中，每相僅需5個功率模塊串聯即可。功率模塊的減少一方面減少了系統的復雜程度，另一方面也大大減小了體積。
4、 減小控制系統的占用空間，以減小體積。Harsvert高壓變頻器的控制系統zui初單獨安裝在一面600mm寬的控制柜，通過對內部結構的合理改進，在沒有減少任何功能的情況下，目前控制柜的寬度僅為300mm。研發系統的zui終目標是將單獨的控制柜取消，而將各部分控制元件分散安置在變頻器的柜內，這樣變頻器的外形又將縮小300mm。
5、 變頻器的一拖一手動旁路柜是我公司的可選件，在大多數的現場是和變頻器安放在一起的，為了進一步減少變頻調速系統總體的尺寸，我們又投入研發力量，對旁路柜重新進行設計改進。目前用戶如果需要一拖一手動旁路柜，變頻器的總體尺寸比原來減少了600mm。
縱觀市場上國內外廠家的同類產品，在高壓變頻器的功率柜部分，我公司產品的功率密度已經達到甚至部分超越了國外的同類產品，在激烈的競爭中，我們又稍稍了半步。
當然，體積的小型化是我們永遠追求的目標，我們需要不斷的努力，以提供給用戶更多更好的產品。
