高压大功率变频器应用中六项要点

    谐波电流幅值的大小，直接和整流装置容量成正比。故一般常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并联的要求。
    因此从减少电谐波改善选取用Robicono类型较合理：它的特点主要有：
    采用几个低压PWM功率单元串接组成中、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3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1/9，功率单元及线圈均相互绝缘，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，基波电流是正弦波，功率因素可保持在0.95以上。
    综合起来,HARMONY变频器的优势:
（1）HARMONY变频器不会对电网造成有影响的谐波干扰，无须加滤波器，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机配用，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，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，包括入变压器在内，效率亦高达97%以上，比其它类型变压器高2～4%
国内北京、上海两个制造厂已推广应用近300台，广州、四川、武汉、哈尔滨、山东等10多个厂都在生产。 
 2.2选用质量较好寿命较长的滤波电容
（1）电解电容的优缺点
    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5年即需更换，维修成本增加，进口设备电解电容每5年更换一次，每次需要20万元。
但因其电容量大，目前国内外高压变频无一例外都用它。
（2）无极性滤波电容
由上海科达公司研制无极性电容，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，使用寿命可达20～30年，属国内外*。
2.3降低器在每组变流单元内dv/dt,增设LRC装置
    IGBT开关频率高，开关速度快,如不采取措施得对电动机绝缘不利,还增加电动机耗损。上海科达公司用LRC电路的问题在于电感的铁芯中有非常高频率的成份,zui后选用了新型材料超微晶作为铁芯,取得了较好的抑制dV/dt效果,达到500V/μS(一般是1500V/μS左右)。
    单元内设LRC电路降低了输出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。国内电机一般允许dV/dt是500V/μS。
    2.4铜制大容量散热器降低IGBT温度，增大过载能力(上海科达公司)
    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。
    上海科达公司采用特制铜散热器来降低变频器的温升，减小了装置体积；提高了系统散热效率，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℃左右，体积也缩小1/3。
    2.5瞬时停电，自动启动，及带电切换主回路器件
    上海科达公司的变频器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再动启动，此功能对电厂极为重要。
    2.6选用H级绝缘干式变压器
    多绕组移相整流变压器是变频调速装置中*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。北京新华都、上海昊德变压器厂生产的多绕组移相整流变压器采用H级非包封干式变压器技术。
    H级非包封干式变压器是目前绝缘等级zui高的干式变压器，其主体绝缘采用Nomex绝缘系统，Nomex纸及其制品是美国杜邦公司的产品，是一种以芳香酰胺纤维为基础的合成绝缘材料，当Nomex纸用于变压器的绝缘系统时，在高温下，它的电气和机械性能都十分稳定，而且阻燃性能很好，Nomex纸及其干变的优越性能如下：
    （1）突出的耐热性能
    耐热温度高是Nomex纸固有的、zui为突出的优点之一，它属于C级绝缘材料，在200℃以上时，电气性能和机械性能均十分稳定；在250℃温度下，不会熔融、流动和助燃；在750℃温度下，不会释放有毒或腐蚀性气体。用其制成的干变可在350℃温度下，承受短期运行，过载能力和热冲击承受力非常突出。
    （2）牢固的机械性能
     omex纸非常坚固，在压力作用下的变形很小，而且Nomex纸挠性很好，耐撕裂、抗磨擦、抗割穿，当Nomex纸用于绝缘系统的不同部位时，它都可以保持很好的机械性能，用其制成的干变，在短路或其它机械应力的作用下，将会保持绝缘结构的稳定和牢固。
    （3）优良的防潮性能
    Nomex纸不吸水，具有很好的防潮性能，即使在相对湿度为95％的情况下，其电气强度也可保持较高的水平。
    （4）阻燃性能突出 
     Nmnex纸在空气中不会熔化或助燃，其阻燃牛能特别突出。
    （5）优越的电气性能
    Nomex纸的耐压强度高，它的工频击穿场强为20～40kV/mm，其介电常数接近于空气，当干变的绝缘采用Nomex纸时，变压器内部的电场分布更加合理，从而可以紧缩其绝缘尺寸，还避免了电场的过分集中，提高了运行可靠性，Nomex纸沿面放电起始电压较高，当它用于干式变压器时，可减少主绝缘尺寸，减少整个铁心的重量，Nomex纸的局放起始电压也较高，用其制造的干变可以做到较低的局部放电水平。
   （6）Nomex纸的化学特性
    Nomex纸没有弱C-H键的存在，具有较强的抗酸碱侵蚀能力，能与各种油、树脂、浸渍漆、氟碳化合物、冷却剂相溶，用其制成的干变可用于较恶劣环境，在寿命期终结后，又能容易地分解处理，不造成环境危害。
    3整流变压器采用二次侧延边三角形移相
    12脉波以上的整流变压器，需要使用移相技术，移相的目的是使整流变压器二次绕组的同名端线电压之间有一个相位移，移相分为一次侧和二次侧移相，二次侧移相比较简单(本文的整流变压器采用二次侧移相，见表2)，仅采用一台变压器，将二次侧分为多绕组形式，每个绕组采用延边三角形移相。根据高压变频装置容量的大小及电压的等级不同，整流脉波数分为18脉波、24脉波、30脉波、36脉波，对于18脉波的整流变压器，其二次侧有3个移相组，移相角为+20°、 -20°，各移相组角差为20°；对于24脉波的整流变压器，其二次侧有4个移相组，移相角为+22.5°、+7.5°、-7.5°、 -22.5°,各移相组角差15°；对于30脉波的整流变压器，其二次侧有5个移相组移相角为+24°、+12°、0°、-12°，各移相组角差为12°；对于36脉波的整流变压器，其二次侧有6个移相组，移相角分别为+25°、+15°、+5°、-5°、-25°，各移相组角差为10°。
    延边三角形联欢接方式分为正序联结和反序（逆序）联结，由于正序联结时，其移相角是顺时针方式，称为负角度；反序联结时，其移相角是逆时针方式，称为正角度。无论是正序联结还是反序联结，结三角形时，均作为0°,可将正序联结称为-0°，反序联结称为+0°。
    4结束语
    以上所分析的高压大功率变频器在应用中,应该关注的六大关键应用技术,以期对高压大功率变频器用户达到降低使用成本，改善使用效果的目的。