HARSVERT-A高壓變頻器的小型化之路
| 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(fèi)周折，最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(fā)人員上了一課，不能光考慮設(shè)備的電氣設(shè)計(jì)，還要結(jié)合現(xiàn)場對變頻器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，不斷滿足用戶的需要。到目前為止，6KV/400KW以下的產(chǎn)品總長已經(jīng)控制在3.6米以內(nèi)。 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最初是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(diào)速系統(tǒng)中，我們在功率模塊的結(jié)構(gòu)形式上進(jìn)行了大膽創(chuàng)新，開發(fā)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(jìn)以前，1600KW-1800KW/6KV系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的功率模塊的外形尺寸為500×420×560mm，整個系統(tǒng)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(fā)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(nèi)部的功率器件重新進(jìn)行精心的布置，大大提高了功率模塊的能量密度。改進(jìn)后功率模塊的外形尺寸縮減為335×420×560mm，整個系統(tǒng)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(jìn)前縮小了33%。通過采用同樣辦法，2240KW-3000KW/10KV系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的寬度方向尺寸縮小了1600mm，應(yīng)該說，這是一個很大的進(jìn)步。 3、 提高功率模塊的工作電壓，通過減少功率模塊的數(shù)量的辦法，來減小體積。我公司使用的技術(shù)方案為單元串聯(lián)多電平拓?fù)?，通過多個低壓功率單元的輸出串聯(lián)來獲得高壓。原來在6KV的系統(tǒng)中，我們使用460V的功率模塊，每相有7個模塊串聯(lián)，整個系統(tǒng)共有21個模塊。在解決了散熱問題和對控制軟件進(jìn)行修改后，我們將690V的功率模塊應(yīng)用于6KV系統(tǒng)中，每相僅需5個功率模塊串聯(lián)即可。功率模塊的減少一方面減少了系統(tǒng)的復(fù)雜程度，另一方面也大大減小了體積。 4、 減小控制系統(tǒng)的占用空間，以減小體積。Harsvert高壓變頻器的控制系統(tǒng)最初單獨(dú)安裝在一面600mm寬的控制柜，通過對內(nèi)部結(jié)構(gòu)的合理改進(jìn)，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(fā)系統(tǒng)的最終目標(biāo)是將單獨(dú)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(nèi)，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(shù)的現(xiàn)場是和變頻器安放在一起的，為了進(jìn)一步減少變頻調(diào)速系統(tǒng)總體的尺寸，我們又投入研發(fā)力量，對旁路柜重新進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)。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(nèi)外廠家的同類產(chǎn)品，在高壓變頻器的功率柜部分，我公司產(chǎn)品的功率密度已經(jīng)達(dá)到甚至部分超越了國外的同類產(chǎn)品，在激烈的競爭中，我們又稍稍領(lǐng)先了半步。 當(dāng)然，體積的小型化是我們永遠(yuǎn)追求的目標(biāo)，我們需要不斷的努力，以提供給用戶更多更好的產(chǎn)品。 |
