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　　在国内市场上,国内外的高压变频器品牌众多。国外品牌的高压变频装置一般只提供6kV系列的产品,一般不提供10kV系列产品;近年来国内出现的高压变频器品牌也很多,国内厂商一般均可提供6kV和10kV系列的高压变频装置。

　　1 衡量高压变频器的六项技术指标

　　1.1 增加整流装置相数，减少谐波输出

　　由表1可以看出,当等效相数高于36相以后,谐波电流幅值降低的效果并不显著。

　　谐波电流幅值的大小,直接和整流装置容量成正比。故一般随装置容量的增大而逐渐增加相数;这也符合当整流装置容量增大时,须将变压器绕组分成多组进行并联。

　　从减少电流谐波出发选取Robicono类型比较合理,其特点主要有:

　　采用几个低压PWM功率单元串接、高压变频器由一个多绕组的隔离变压器供电。变压器每相相当于三个相同功率单元串接而成,各个单元由输入隔离变压器的一个二次隔离线圈供电。9个二次线圈额定电压均为480V,额定功率为总功率的九分之一,功率单元及线圈相互绝缘,对地有5kV的耐压。

　　给供电单元供电的二次线圈在绕制时相互间存在一个小的相位差。这可以消除各单元产生的大多数谐波电流,因而,基波电流基本是正弦波,功率因数可保持在0.95以上。

　　综合起来,HARMONY变频器的功能和特点如下:

　　(1)HARMONY变频器不会对电网造成有影响的谐波干扰,无须加装滤波器,不会干扰其他电气设备。

　　(2)该系列变频器对电网提供高于0.95的功率因数,因此无须补偿。

　　(3)该系列变频器可与一般交流鼠笼型电动机配套使用,无特殊要求,与直接由电网供电的电机相比,不增加噪音和发热,因此电机无须降额使用。

　　(4)该系列变频器与一般变频器相比,没有共模电压干扰,没有dv/dt问题,不必增加电机的绝缘强度,适用于新旧电机。

　　(5)该系列变频器不会产生导致机械谐振的转矩脉动。

　　(6)变频器本身效率高达98.5%以上,包括变压器在内,效率也能高达97%以上,比其它类型变压器高2%～4%。

　　目前在北京、上海、广州等制造厂已推广近4000台以上,广州、四川、武汉、哈尔滨、山东、鞍山等10多个厂都在生产。

　　1.2 选用质量较好、寿命较长的滤波电容

　　无极性滤波电解电容的特点是：电容量大但耐压低(500V),需多个串联,有均压问题;损耗大、发热严重;如局部击穿不会自愈,引起炸壳;寿命短,一般五年即需更换,导致成本增加。但因其电容量大,目前国内外高压变频器都使用它,每次更换需20万元费用。

　　专用无极性电容,具有耐高压(1800V)、容量大、寄生电感小、有自愈能力,增加了装置的可靠性。同时电路设计和程序作了相应的变动,使其达到使用要求,是国内外首创。寿命可达20～30年,目前仅上海科达、鞍山荣信两公司采用。

　　1.3 降低器件在每组变流单元内的dv/dt增设LRC

　　装置

　　IGBT开关频率高,开关速度快,如不采取措施将对电动机绝缘不利,并增加电动机损耗,用LRC电路时因电感的铁心中有非常高频率的成分,现在选用新型材料超微晶作为铁心,取得了较好的抑制dv/dt的效果,达到800V/μs。

　　单元内设LRC电路降低输出dv/dt,有利于保护电动机绝缘,降低高次谐波,减少电动机损耗。国内电机dv/dt一般允许1000V/μs。

　　1.4 铜制大容量散热器降低IGBT温度,可增大过载

　　能力20%

　　散热器的散热能力关系到电力电子器件的温升,进而影响其可靠性、过载能力、装置体积。

　　特制铜散热器降低温升,减小装置体积;提高系统散热效率,系统过载能力大为增强,同时装置体积减小。

　　额定输出的温度由原85℃下降到65℃,体积也缩小了1/3。

　　1.5 电网故障时自动检测、跟踪相位及启动

　　瞬时停电、自动启动,以及带电切换主回路器件在遇到电网瞬时停电重合闸动作也可以自动检测电机残余电压,自动跟踪相位、自动启动,降低起动电流,目前国内仅科达公司可以实现,这对电厂极为重要。

　　1.6 选用H级绝缘干式变压器

　　H级绝缘干式变压器是变频调速装置中不可缺少的重要元件,其制造技术也是这种无谐波高压变频装置的技术构成之一。

　　2 移相整流变压器国产化进展迅速

　　随着高压变频器产业的发展,与其配套的多绕组移相整流变压器的需求不断扩大,原来的几家外资公司也在中国寻求变压器厂家生产该类产品。上海昊德电气有限公司于2003年底接受西门子(上海)电气有限公司订货,开始生产ZPSG系列整流变压器,经过5年多的发展,目前上海昊德公司年产整流变压器1000多台,与美国、德国、日本等外资企业20多家配套,单机最大容量达7MVA,是目前国内著名的专业制造商。

　　昊德公司产品与国外产品区别如下：

　　(1)铁心结构更加合理

　　其铁心采用目前流行的阶梯型接缝的整体铁心,空载损耗小、空载电流小、噪音低,而国外的变压器采用直接缝和积木式的分块结构,空载损耗大、空载电流大、噪音高。

　　(2)绕组材料

　　采用无氧铜导线,其强度大、承受短路能力强、电阻率小、损耗低、变压器尺寸小。国外变压器多采用铝导线,承受短路的能力差、电阻率大、损耗高、变压器尺寸大。

　　(3)工艺方面

　　对绕组进行真空压力浸漆处理,绕组刚性好,强度大,而且防潮性能好,国外变压器采用喷涂表面自干漆工艺,绕组机械强度小,而且防潮性能差。

　　由昊德公司生产的供应西门子第四代变频器的3MVA整流变压器,在美国通过全套性能试验,受到国外用户和同行的好评。

　　3 结束语

　　国产高压大功率变频器,上世纪90年代初只占市场份额的10%左右。但到2009年已发展到90%左右,而且技术指标较好。（游米儿）