1 引言
目前，高壓大功率變頻器是一個(gè)十分重要的應(yīng)用領(lǐng)域。而基于igbt的變頻器其功率等級(jí)最大多在5000kw左右，功率在10000kw及以上的高壓變頻器用igbt就難以實(shí)現(xiàn)。目前，abb等國(guó)際大公司均推出了基于igct的三電平變頻器。但在高壓大功率應(yīng)用條件下，三電平技術(shù)的可靠性在國(guó)內(nèi)還有待于提高。此外，高壓大功率變頻器的性能試驗(yàn)也是一個(gè)難題。本文主要介紹采用igct組成的大功率變頻器和試驗(yàn)方法，僅供參考和借鑒。
2 構(gòu)成原理
2.1 6kv變頻器
具體的工作過(guò)程是：以6kv變頻器為例，見(jiàn)圖1。電網(wǎng)電壓經(jīng)過(guò)移相變壓器降為1750v，經(jīng)整流橋d整流，然后進(jìn)入由電容器cc、cd、電感l(wèi)c、電阻rc、二極管ds組成的緩沖電路，然后電信號(hào)輸入由igct逆變橋組成的兩電平功率單元，每相由兩個(gè)igct功率單元進(jìn)行串聯(lián)組成，形成交流電壓，然后高壓輸出給電機(jī)。
每個(gè)兩電平功率單元由整流橋、穩(wěn)壓電路、igct逆變橋組成，穩(wěn)壓電路接入igct逆變橋輸入端，電阻rc與二極管ds串聯(lián)，兩端與電感l(wèi)c并聯(lián)，在電阻rc與二極管ds之間接有電容器cc，電容器cc另一端接電容器cd；電容器cd另端接電感l(wèi)c與電阻rc的輸入端。igct逆變橋由四個(gè)由igct器件與二極管dr組成的反并聯(lián)單元構(gòu)成。
對(duì)于6kv變頻器，移相變壓器二次側(cè)電壓1750v，功率單元直流側(cè)電壓2500v，每相2個(gè)功率單元串聯(lián)，功率部分只需6個(gè)功率單元。移相變壓器共6個(gè)副邊繞組。
這樣，每個(gè)功率單元輸出的最高電壓為1750v，2個(gè)功率單元串聯(lián)就能夠輸出3500v，正好對(duì)應(yīng)于6kv系統(tǒng)的相電壓。
對(duì)4500v/4000a的igct而言，其長(zhǎng)期工作電流有效值可達(dá)1500a。所以，變頻器的容量為
s=1.732×6000×1500=15000kva
考慮到電機(jī)的功率因數(shù)，此種變頻器可以輕松驅(qū)動(dòng)12000kw的電機(jī)。
2.2 10kv變頻器
見(jiàn)圖2。對(duì)于10kv變頻器，移相變壓器二次側(cè)電壓1900v，功率單元直流側(cè)電壓2700v，每相3個(gè)功率單元串聯(lián)，功率部分只需9個(gè)功率單元。移相變壓器共9個(gè)副邊繞組。
這樣，每個(gè)功率單元輸出的最高電壓為1900v，3個(gè)功率單元串聯(lián)就能夠輸出5700v，正好對(duì)應(yīng)于10kv系統(tǒng)的相電壓。
在要求高可靠性的場(chǎng)合，每相也可以串聯(lián)4個(gè)igct功率單元。
對(duì)4500v/4000a的igct而言，其長(zhǎng)期工作電流有效值可達(dá)1500a。所以，變頻器的容量為
s=1.732×10000×1500 =26000kva
考慮到電機(jī)的功率因數(shù)，此種變頻器可以輕松驅(qū)動(dòng)22000kw的電機(jī)。
2.3 3kv變頻器
見(jiàn)圖3。對(duì)于3kv變頻器，變壓器每相采用一個(gè)功率單元的形式，功率部分只需3個(gè)功率單元。
3 高壓大功率變頻器性能試驗(yàn)
高壓大功率變頻器出廠前的試驗(yàn)是產(chǎn)品質(zhì)量檢查的重要環(huán)節(jié)，特別是全載（即滿額定負(fù)荷）試驗(yàn)尤為重要。