高壓大容量驅動系統用電力半導體的動向1)高壓大容量化70年代后期,自關斷器件從450V/50A開始大容量化,進化到了現在的6kV/6kA.現在,3電平結構的單機驅動容量最大可以達到15MVA.2)高性能化現在使用的器件開關速度快斷開時間100TMEIC石油/天然氣用大容量變頻電驅動技術。
容量/MW大功率晶體管GT06inGTO6inGCTIEGT壓縮機用鋼鐵高壓變頻器電壓源型變頻器時代(自關斷功率元件)低壓變頻器晶閘管時代ns~數μs),可以實現理想的電動機控制,而且器件的自關斷能力強,電路上不再需要緩沖器,明顯提高了主回路的效率。
在中列舉了具有代表性的高壓驅動用電力半導體器件。IGBT模塊具有單面散熱功能,并與主回路電位絕緣,因此適用性比較好,但其缺點是單面散熱,冷卻能力有限,因此適用于中小容量的驅動系統,事實上在此容量范圍中,IGBT的電驅動裝置已經占了絕對多數。
大容量通用高壓變頻器(TMdrive-MV)多電平IGBT變頻器單相由變頻單元多級串聯組成,相間采用Y接線。變頻系統由三相二極管整流器、平滑電容器、以及單相IGBT變頻器構成。電壓較低,可以使用高性能且通用性好的低壓IGBT器件是TMdrive-MV的一個重要特征。6kV級的變頻器,采用6級串聯。因為使用同一單元變頻器,部件的互換性較高。這種方式要求單元變頻器之間的電位相互絕緣,并為多繞組輸入變壓器。此變壓器為干式,設置在盤內,可以減小配線負擔,提高實用性。如為多電平IGBT變頻器的外觀。
因為采用了變頻器的多重串聯結構/多繞組的變壓器,輸入和輸出端的波形得到改善,降低了電源的高次諧波與電動機的脈動轉矩,同時,也減少了對電動機的沖擊電壓。TMdrive-MV系列的特性:1)豐富的產品系列構成(輸出電壓和容量)小容量200~6000kVA最大標準容量,幾乎覆蓋了所有的高壓電動機。
如果有必要,可使用2臺變頻器并聯運行,使系統容量最大可達12000kVA.2)系統的維護要實現較高的維護性,第一,設法減少部件總數以降低故障率。第二,設法縮短故障發生的時間MTTR,要較容易地就能夠發現故障的部位和原因,并且能夠容易地更換部件也很重要。為TMdrive-MV的維護顯示屏幕和抽屜式單元變頻器。
3)電源高次諧波將輸入變壓器的一次線圈在相位上錯開,相當于對其二次線圈端的輸入電流諧波進行18脈沖整流。所以不需要設置濾波器就可以滿足IEC519國際標準和日本通產省頒布的諧波標準。電源電流正弦波化的成功,解決了以往變頻器的問題,如進相電容器的發熱問題,變壓器的嗡嗡聲問題。










