Siemens 6DD1645-0AC0變頻器的發(fā)熱機(jī)理及主要發(fā)熱部位
1)變頻器的主要發(fā)熱部位是整流及逆變部位
整流一般采用三相橋式整流電路。由于在工頻工作,故對(duì)整流模塊的開關(guān)頻率沒有太高的要求,選擇壓降小的整流模塊可降低這一部分的溫升。通常選擇二極管、可控硅、IGBT,并根據(jù)需要組合成整流橋。在變頻器工作時(shí),作為完成功率變換及輸出的執(zhí)行器件IGBT,逆變模塊產(chǎn)生的熱量是非常大的,特別是1000A以上的大電流模塊IGBT,發(fā)熱量更大。
2)3.3KV發(fā)熱的主要器件
3.3KV高壓變頻器采用的功率器件是門極換流型晶閘管IGCT(IntergratedGateCommutatedThyristors),它是1996年問世的,是大型電力電子成套裝置中的新型電力半導(dǎo)體器件。它由IGBT與GTO兩種功率器件集成,是利用集成柵極結(jié)構(gòu)進(jìn)行柵極硬驅(qū)動(dòng)和緩沖層結(jié)構(gòu)及陽(yáng)極透明發(fā)射極技術(shù)的新型大功率半導(dǎo)體開關(guān)器件,具有晶閘管的通態(tài)特性及晶體管的開關(guān)特性。由于采用了緩沖結(jié)構(gòu)以及淺層發(fā)射極技術(shù),因而使動(dòng)態(tài)損耗降低約50%;同時(shí),此類器件還在每個(gè)芯片上集成了具有良好動(dòng)態(tài)特性的續(xù)流二極管,實(shí)現(xiàn)了晶閘管的低通態(tài)壓降、高阻斷電壓與晶體管穩(wěn)定的開關(guān)特性有機(jī)結(jié)合。因此,IGCT不僅具有IGBT(絕緣門極雙極性晶體管)的高開關(guān)頻率特性,同時(shí)也具有可關(guān)斷晶閘管GTO的高阻斷電壓和低導(dǎo)通損失率特性,繼承并超越了IGBT和GTO各自的技術(shù),是3.3KV高壓變頻器的核心器件。
3)Siemens 6DD1645-0AC0其他部位和器件發(fā)熱
在半導(dǎo)體器件與導(dǎo)體的連接處、母線(排)、浪涌吸收器與主電路的電阻元件等,也在變頻器工作時(shí)產(chǎn)生熱量,其溫升極限值在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中也有相應(yīng)規(guī)定。
1.2.3Siemens 6DD1645-0AC0變頻器溫升的幾種因素
1)變頻器安裝在隔爆外殼內(nèi),改變了變頻器的使用環(huán)境條件,造成溫升升高;
2)開關(guān)頻率使IGCT的發(fā)熱集中在開和關(guān)的瞬間,因此開關(guān)頻率高時(shí)自然變頻器的發(fā)熱量變大了;
3)電解電容在承受電壓時(shí)也發(fā)熱,一般穩(wěn)定溫度都在70度左右,質(zhì)量稍差點(diǎn)的穩(wěn)定溫度可達(dá)100度左右,若選擇薄膜電容,則溫升可降三分之一。
1.2.4試驗(yàn)方法與設(shè)備的選擇
試驗(yàn)中根據(jù)試驗(yàn)條件可選擇不同的試驗(yàn)方法。
1)Siemens 6DD1645-0AC0模擬法溫升試驗(yàn)
通常采用模擬法(機(jī)組試驗(yàn)設(shè)備)進(jìn)行溫升及其它試驗(yàn),如圖3所示。
圖2Siemens 6DD1645-0AC0模擬法溫升試驗(yàn)線路圖
圖注:D:電動(dòng)機(jī);F:直流發(fā)電機(jī);A1:輸入電流表;A2:輸出電流表;A3:直流發(fā)電機(jī)輸出電流表;V1:輸入電壓表;V2:輸出電壓表;V3:直流發(fā)電機(jī)輸出電壓表。
在模擬法溫升試驗(yàn)中電動(dòng)機(jī)是變頻器的負(fù)載并通過(guò)連接軸驅(qū)動(dòng)直流發(fā)電機(jī)。三相交流逆變裝置將直流發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能回饋電網(wǎng)。通過(guò)調(diào)節(jié)直流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁改變變頻器負(fù)荷的大小,整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程操作簡(jiǎn)單、使用方便,損耗的能量很小。但這種方法不適合矢量變頻器零轉(zhuǎn)速及低轉(zhuǎn)速的試驗(yàn),因?yàn)橹绷麟妷哼^(guò)低時(shí)會(huì)逆變失?。涣硗饽孀兤鳛榉钦也〞r(shí),會(huì)對(duì)電網(wǎng)有諧波干擾,故對(duì)機(jī)組試驗(yàn)設(shè)備有如下要求:
(1)Siemens 6DD1645-0AC0電動(dòng)機(jī)與直流發(fā)電機(jī)同軸連接組成發(fā)電機(jī)組;
(2)電動(dòng)機(jī)的額定電壓及容量必須與變頻器容量匹配;
(3)直流發(fā)電機(jī)的容量不低于電動(dòng)機(jī)容量的110%。
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