高压变频调速可靠性探讨

《高压变频调速可靠性探讨》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、维普资讯http://www.cqvip.com研究与交流高压变频调速可靠性探讨屈维谦王久和北京内达调速科技有限公司(100080)北京信息工程学院(100101)StudyonReliabilityofHigh-voltageVaryFrequencyAdjustableSpeedQuWeiqianWangJiuheBeijingNeidaSpeed—regulationTechnologyCo．，LtdBeijingInformationTechnologyInstitute摘要：指出变压器、IGBT直接串联、多电平串联三的，这主要得益于小容量IGB

2、T器件的可靠性较种高压变频调速方案的优缺点。探讨高压变频调速方案高，而且器件不需要串并联。的可靠性。结合被击穿IGBT的解剖分析，得到引起IGBT但就高压而言，根据近来国外研究得出的半击穿的原因，就可靠性而言，认为IGBT变频调速不适宜导体极限理论，既使是已经接近极限性能的二极用在6kV～10kV高压大功率异步机上。高压的交流渊速，管，其电压仍然不能满足直接在6kV～10kV电源应考虑基于转子的低压控制方案。下安全工作的要求。下面从高压变频方案入手，关键词：高压变频调速可靠性击穿电压Abstract：Highvoltagevaryfrequencysch

3、emewhich探讨高压变频的可靠性。includestransformer，directseriesofIGBTandseriesof1．1变压器方案moreelectriclevel，arereviewed．Meantime，thereliability变压器方案包括“高一低”、“高一低一高”两种ofhighvoltagevaryfrequencyschemeisresearched．The[1-2]，如图1所示。采用变压器方案的目的是回避factorsthatIGBTispuncturedareobtainedbasedonthedissected

4、IGBT．Inviewofthereliability，varyfrequency高压，其缺点一是存在大容量变压器，使得系统adjustablespeedwithIGBTisnotapplytohighvoltage成本变高，损耗增大；二是增大了电流，IGBT并(6kV～10kV)andlargesizeAC—motor．Consequentlylow联均流问题不可避免。voltagecontrolofrotorisapreferedwayforhighvoltageadjustablespeedofAC—motor．Keywords：Varyfrequ

5、encyadjustablespeedofhighvoltageReliabilityPuncturingvoltage一随着大容量电动机在冶金、矿山、电厂等领域的广泛应用，为降低损耗，尽量采用高压电机。但高压电机变频调速的可靠性成为一个令人嚣十分关注的问题。一(b)高一低一高变频调速方案图1高压变频变压器方案1高压变频调速方案1．2IGBT直接串联方案对于低压、小功率的变频调速是基本可靠直接串联方案的目的是将高压分解，使每个《电机技术》2008年第3期·47·维普资讯http://www.cqvip.com研究与交流毋亿IGBT器件的实际电压降低，串联

6、均压的问题极涉及器件结构、材料、制造和装配技术，如硅结难解决。构的均匀性、高温下的工艺操作，圆形表面处PN1．3多电平串联方案结终端质量、金属化(接触)技术、封装技术；外多电平串联方案实际是变压器和器件串联部因素涉及设备中的器件装配或工作条件。的方案结合，如图2所示。与变压器方案1的“高一器件的损坏都与均匀性有关[3J’如器件的击低一高”方案相比少一台变压器，与方案2相比均穿电压R。根据：压可靠性有所提高，但该方案既没有避免增加变gr~'0EBR2(1十1)(3)R=一压器的弊端，也没有从根本上解决半导体器件串式中：EBR一临界击穿场强；联均压的问题。A

7、一P型半导体中空穴浓度；ⅡⅣI)～N型半导体中电子浓度。裂相变压器式(3)表明：无论外部还是内部导致载流子不均匀的因素，都会影响到器件的击穿电压，亦影响了可靠性。2．2半导体串联均压及电流可靠性半导体串联的是器件的外部工作条件。器件串联是解决单个器件不满足工作电源电压的要求。为使每个器件承受相同的电压，采用了均压措施。理想的均压是各个串联器件的电压相等，图2多电平串联变频调速方案且等于总电压的1／n。这要求每个串联器件具有要提高电力电子设备的可靠性，尽量避免半完全相同的电参数。由于半导体器件的离散性、导体器件串、并联，早已为理论和实践所证实。不均匀性，要

8、达到理想均压几乎是不可能的，只鉴于高压变频“串、并联”的事实，有必要对半导能做到