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HV-IGBT变频器的应用

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2008/5/30 17:21:45   

 关键词:  变频器 变频

HV-IGBT的首次出现,适合应用于性能要求不高的设备,如水泵和电风扇。然而,随着具有较高电压/电流的HV-IGBT的问世其已被应用在要求较高的超负荷量和大功率及高性能的设备上。
随着标准功率单元的设计标准化,在全功率范围内,可以使空气和冷却水具有相同机械安装。在定速电机的改进及在轮船、石油和天然气的生产平台驱动装置的应用上,变频器只需较小接触面积和较低重量。
这些变频器十分适合应用于水泵、风扇、螺旋式压缩机、传送带、搅拌机、挤压机等设备中。其他适合使用HV-IGBT驱动装置的设备有榨糖机和水泥搅拌机的风扇等。
1.驱动装置在橡胶工业中的应用
在近几年来,在橡胶工业中,较低或中等功率范围的驱动越来越多地应用交流电机而不是直流电机,主要原因是橡胶微粒和黑烟末造成的恶劣环境。
目前的橡胶工业中,大约有60的混合器在使用中利用变速箱的定速驱动。工艺过程工程学和实用知识的拓宽已经使速控驱动装置逐渐取代了定速电机。驱动装置的设计应用影响了所有中等功率范围的设备,从日历至放置碾碎机等。
总体而言,免维护交流驱动装置在高科技发达国家具有更大的需求。这些系统在实际运行中不需要维护而直流驱动装置则需要定期维护。
2.船舶推进驱动装置
HV-IGBT变频器是一个脉冲宽幅调整(PWM)转换器,这个转换器具有一个用以储存能量的固定的直流电压回路电容器,这意味着变频器系统由主电源(如果使用变压器,3~5变压器额定电流的正向励磁电流)产生能量。直流电容器和变压器通过转换器的辅助电源提前充电。这就可以在没有任何流入电流的情况下,关闭主断路器。随着具有GPA(发电机功率适配)系统而无流入电流和能量消耗的情况的出现,变频器推进系统具有重量轻的特点。GPA系统是一个快速反应监视器和控制系统,它能确保变频器不会从高负载的发电机中获取多于实际所需的电能。这使在一个单一的小发电机上产生推进力成为可能。适配变频器系统将应用和限制它的输出功率,以确保发电机不会超负荷。
与主电源相连的功率变频器具有不同的外形,最通用的一种是主断路器,它通常安装在主线路上,并只由变频器来控制。为了适应电压和减少谐波,断路器是位于一个三级线圈变压器的前方的。在变频器中,有一个12脉冲控制的二级管整流器,它直接同变压器的二级线圈相连。变频器的主要设计目的是同一个三相感应电机相连。变频器内装了特定轮船推进应用软件。这一软件系统支持监视并控制变频器及其工作环境。变频器软件能够使电机在速度、转矩、功率等参数正常状态下运行。
3.驱动装置在化学工业中的应用
在化学工业中,定速交流电机已经广泛使用在搅拌器和混和器的驱动装置中。负载性能确实要求不断增加扭矩。节能则是长期运行一个重要的考虑因素。驱动装置的可靠性对确保无损耗运转非常重要。HV-IGBT驱动器使我们能改进现有电机,而且对于新设备而言,它是一个很好的选择。
4.驱动装置在金属工业中的应用
在至今仍由回旋变频器、LCI和GTO变频器占主导地位的金属工业中,HV-IGBT驱动装置对较大功率驱动装置都有影响力。在轧钢厂里,精轧机作为由同步电机驱动的LCI驱动器的一种而得以应用,这一应用对速度范围和超负荷方面没有什么特殊要求。一般1∶10的速度范围和不高于175的超负荷系数都是可接受的。带感应电机的HV-IGBT驱动装置可以说是LCI驱动系统的一个最合适的选择。另一成功的应用是中等功率冷轧机立式驱动装置。使用HV-IGBT驱动装置可以使旋转碎机具备少于5s的快速扭矩反应时间。
HV-IGBT逆变器还可以进一步应用在钢厂的除磷泵上。额定值在2~4MW之间的不能超载的传统的定速中间电压感应电机已经可以驱动这些水泵。其流量和压力控制,由效率低的机械控制来实现。带有一个输出过滤器的HV-IGBT可将现有的定速装置改成变速装置。除了巨大的节能潜力,变速运行可以使集成驱动装置有效率地进行自动化操作。
5.未来趋势
目前应用的HV-IGBT适合于不超过4MWA的变频器以及电压不高于4.16kV的装置。在未来几年里,将发展到6.5kV的设备,功率范围达到7MVA。圆盘式的HV-IGBT的未来发展将会影响变频器的热力设计并进而带来更多的简洁设计及更强的超负荷处理能力。

来源:中国电力技术资讯
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