基于IGCT的高压大容量三电平变频调速系统的研制应用

本文介绍了"基于IGCT的高压大容量三电平变频调速系统"的立项背景、研制历程和取得的技术成果,并阐述了该系统含有的一些主要的关键技术和应用情况。     

清华大学与国电南自股份有限公司

《基于IGCT的高压大容量三电平变频调速系统》项目获得2007年"中国电工技术学会科学技术奖"一等奖,该项目是清华大学与国电南自股份有限公司(简称"国电南自")经过6年多的密切合作,艰苦攻关,共同取得的科研成果。     

IGCT在大功率电压源逆变器中的应用

介绍了IGCT的性能特点及使用中应注意的事项,给出了IGCT在两电平逆变器及中点箝位三电平逆变器应用中箝位电路的参数设计方法,分析了IGCT在中点箝位三电平逆变器应用中需要施加外触发的原因,给出了IGCT在6 kV高压变频调速中的应用情况。     

基于IGCT的三电平高压变频器在发电厂凝结水泵的应用

某发电公司为了有效降低厂用电率,对其3号机组凝结水泵采用三电平高压变频调速系统进行调速控制,取代了原工频直接启动方式.介绍了基于IGCT的三电平高压变频器的特点.并对变频器改造前后的运行情况及经济性进行了对比分析,结果表明,该技术改造有很好的节能效果.     

采用IGCT电压型三电平逆变器的高压变频调速器

摘要： 集成门极换向型晶闸管(IGCT)的优良性能使其适合于实现高-高方式的高压变频调速装置。文中提出了基于IGCT中点箝位电压型三电平逆变器的高压变频调速装置主电路，并给出了一台6 kV/1 800 kVA高压变频调速装置的实现。装置交流输入侧采用变压器隔离的24脉冲整流电路来保证输入侧功率因数大于0.96，中间直流环节直流电压为10 kV，逆变部分采用中点箝位(NPC)电压型三电平逆变器输出三相6 kV线电压，每只开关器件由2只4.5 kV IGCT器件串联构成。逆变器采用变频的特定谐波消除脉宽调制(SHE-PWM)，且输出侧采用LC滤波器来减小输出电压的谐波畸变率及dv/dt。装置采用IGCT作为电子开关进行输出过电流保护。装置实验表明，这种高压变频器具有很好的性能及可靠性。     

轧机主传动交流调速技术的现状与发展

讨论了当前大功率轧机主传动采用的交流调速系统,比较了交交变频,LCI交直交变频,IGCT/IGBT三电平PWM变频等交流调速系统的特点.讨论了轧机主传动机电振动的原因及抑制方法.还介绍了中国大功率轧机主传动交流调速系统的现状与发展.     

基于混合七电平电压型逆变器的新型6kV变频器

提出了一种基于混合七电平电压型逆变器的6kV变频器。混合七电平逆变器由1个采用10CT的三相中点箝位三电平逆变器和3个采用IGBT的H桥逆变器串联而成，可充分利用IGCT高压大容量及IGBT高速的特点。PWM控制采用基于参考电压分解的多电平直接PWM算法。数字化实现容易。采用了改进的死区效应补偿方法以获得理想的输出波形。研制了1台基于混合七电平逆变器的交流380V变频调速实验样机。实验结果为新型6kV变频器工业装置的研制打下了基础。     

高压变频调速微机保护系统的研究

由于高压变频装置及其故障的特殊性,使得与高压变频调速系统相关的保护理论和保护装置亟待完善和提高。为此,在分析三电平高压变频装置主拓扑结构的基础上,针对该装置的特点及可能出现的故障情况,从保护系统的设计要求入手,着重分析了高压变频调速保护系统的要求、功能和基本原理;阐述了保护系统的硬件设计和特点,构建出系统的硬件整体结构;叙述了软件部分中断保护程序的设计方法、特点,介绍了基于"继电器功能模块"的保护逻辑判断方法以及为解决频率变化问题而提出的测频方法和改进的傅氏算法,力图解决目前国内高压变频调速系统在保护方面存在的不足。     

三电平PWM变频调速控制系统的MATLAB仿真平台

随着我国电力工业市场化机制的逐步建立，发电企业为提高生产效率和市场竞争力而采取的一个重要措施是用高效的中高压变频调速装置来改造传统低效率的恒速动力系统，从而降低厂用电率。为帮助研制实用化的大容量中高压AC／DC/AC变频调速控制系统，设计一个通用的计算机仿真平台，欲开发的变频调速装置是基于新型电力电子器件IGCT的三电平电压源型逆变器而实现的。介绍了变频装置的电力电子主电路结构，全面叙述了仿真平台的系统建模、软件编程和图形界面设计，并对平台的实现及提高仿真效率所采用的关键技术进行了重点说明。通过一个计算实例说明了仿真平台的使用方法及其有效性。     

基于IGCT串联的高压变频调速系统

简单介绍了IGCT器件及其在国内外电机拖动中的应用情况,给出了明阳龙源公司在基于IGCT串联的高压变频调速系统方面的研制及其在工业生产中的应用情况。     

基于IGCT串联的高压变频调速系统

简单介绍了IGCT器件及其在国内外电机拖动中的应用情况,给出了明阳龙源公司在基于IGCT串联的高压变频调速系统方面的研制及其在工业生产中的应用情况。     

高压变频器及其应用

对高压变频技术应用的有关问题进行了分析,并详细介绍了IGCT变频器的硬件结构和工作原理。IGCT变频调速系统输出波形好,可靠性高,节能显著,是大容量变频调速较理想的解决方案。     

最小脉宽特性对高压三电平变频器的影响

最小脉宽,即单个开关器件的最小导通和关断时间,在高压大容量变频调速系统运行过程中至关重要.本文通过仿真和基于IGCT的1.25MW/6000V三电平变频器上进行试验,对最小脉宽对大容量变频调速系统起动和稳态运行的影响进行了较为全面的评估,并在此基础上提出了相间最小脉宽的概念,既保证了单管最小脉宽,又在开关动作之间留有适当间隙.最后分析了最小脉宽与起动电流、稳态电流以及转矩脉动之间的关系,对大容量变频调速系统的安全运行有十分重要的指导意义.仿真和试验均验证了上述分析的正确性.     

企业动态

北京新电创拓科技有限公司成功推出高压大容量变频调速系统 由北京新电创拓科技有限公司研制成功的、具有自主知识产权的Diamond-HV系列高压大容量变频调速系统日前在北京投入批量生产。该系统采用最新高压IGBT模块、三电平功率单元、多重化输出及模块化设计,代表当今高压变频     

大功率IGCT三电平变流器空间矢量PWM调制算法

在高压大容量交流传动系统中,由新型开关器件IGCT构成的大功率三电平中点钳位式变流器结构正在被广泛采用.由于IGCT器件具有比较低的开关频率,使得基于IGCT器件的变流器的调制方法与一般的基于IGBT的变流器有很大的不同.本文详细阐述了电压空间矢量PWM方法(SVPWM)在三电平中点钳位式变流器(NPC)中的应用原理,并在一套基于IGCT的7.5MVA大功率三电平中点钳位式变流器上进行了验证,实验结果证实了理论分析的正确性.     

高压变频器PLC监测保护系统的功能设计和实现

在工业应用中对高压大容量变频调速装置的需求越来越迫切,开发直接高压变频器,是一种技术含量高,开发难度大的高新技术.介绍了三电平IGCT直接高压变频器的工作原理和典型系统配置,总结了高压变频器的起动、停止和旁路等运行逻辑和联锁逻辑;设计了高压变频器的可编程序控制器(PLC)监测保护系统,阐述了系统的设计思想和实现过程中涉及的几个典型技术关键及其解决办法.系统设计具有一定的通用性,希望能够对高压变频器的设计、研制和使用提供参考.     

高压变频调速可靠性探讨

指出变压器、IGBT直接串联、多电平串联三种高压变频调速方案的优缺点.探讨高压变频调速方案的可靠性.结合被击穿IGBT的解剖分析,得到引起IGBT击穿的原因,就可靠性而言,认为IGBT变频调速不适宜用在6kV～10kV高压大功率异步机上.高压的交流调速,应考虑基于转子的低压控制方案.     

NPC三电平中压大功率变频器设计

介绍了基于三电平拓扑的大功率中压变频系统,单台容量达8 MV·A,可以多台并联扩展。变频器功率开关器件采用集成门极换流晶闸管IGCT,变频器采用交-直-交背靠背拓扑,整流和逆变部分均为中点钳位NPC三电平结构。整流部分设计为有源前端AFE,可以实现逆变器电能向电网回馈;逆变部分采用转子磁量定向的矢量控制,可以达到高性能的调速指标。所述系统不仅谐波含量小而且具有很好的动态特性和调速精度,适用于调速范围宽的驱动系统。     

IGCT变频器在矿井提升机调速系统中的应用

着重介绍了IGCT大功率三电平变频器在煤矿主井提升调速系统中的应用,分析了提升机电控系统中运用IGCT三电平逆变器的工作原理。IGCT变频器可以做到大功率、高电压,使提升机电控系统可靠性更高,输入、输出的功率因数为1,减少了电网的谐波污染,使提升效率明显高于同类型设备,能耗大幅度下降。     

基于IGCT的高压三电平变频器失效机理及保护策略

在分析了三电平变频器拓扑结构特点和IGCT结构特性的基础上,讨论了基于IGCT的高压三电平变频器失效机理及保护策略,提出了针对IGCT的全保护概念.对其安全运行区域进行了详尽的分析,结合实例给出定量的安全区域设计原则和相应的保护措施.