万洲电气---大功率高压固态阀组件结构论述

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1、大功率高压固态用阀组件结构论述袁学华万洲电气股份有限公司(襄阳441000)摘要：高压固态软起动产品是专为大中型电机起动与控制设计的电机系统节能产品，它的研制是以降低电机起动电流来实现节能降耗的重要途径和有效方法。保障该产品长期安全、可靠地运行，除电气强、弱电控制外，还需要机械结构的安装与执行。本文从高压固态软起动产品原理与控制入手，分析并阐述了阀组件设计装配结构，有效地解决了额定电流较大可控硅在使用中的散热问题，与其它电子器件安装问题。通过此方案的设计运用，大大地提高了各电子器件使用寿命与可靠性。关键词：“十二五”节能减排电机系统节能可控硅与散热器压装阀组件装配一、

2、引言我国“十二五”节能减排总体要求中指出坚持优化产业结构、推动技术进步、强化工程措施、加强管理引导相结合，大幅度提高能源利用的效率，显著减少污染物排放；进一步形成政府为主导、企业为主体、市场有效驱动、全社会共同参与的推进节能减排工作格局，确保实现“十二五”节能减排约束性目标。同时要求加快运用高新技术和先进适用技术改造提升传统产业，其中实施电机系统节能、能量系统优化、余热余压利用、节约替代石油、建筑节能、绿色照明等节能改造工程，以及节能技术产业化示范工程、节能产品惠民工程、合同能源管理推广工程和节能能力建设工程等方面来产业升级。随着国内外大功率、超大功率的电机开发与广泛

3、应用，此类电机的起动与控制、电机的系统节能越来越受到专业软起动器研发、生产企业的重视。我公司在电机控制与节能、电力系统自动化与节能和配网智能优化系统节能方面有了重大突破，特别是经过几年的专项攻关与研究，开发出的大功率WGQH高压固态软起动产品成功应用于国、内外大功率电机的起动上，经现场调试与多年的使用，以其可靠的起动控制与保护得到用户的认可。二、大功率WGQH高压固态软起动的概述WGQH高压固态软起动采用先进的电力电子技术、微处理技术和现代控制理论设计开发出的一款具有国内领先水平的新型电机起动设备。该产品具有多种起动方式，能够有效的限制异步电机的起动电流，防止对供电系

4、统的冲击。WGQH系列高压固态软动广泛应用于冶金、化工、电力工业、矿山、水处理等行业的各种引风机、水泵、卷扬机、压缩机、离心机、球磨机、运输机械类负载。该产品在10KV及其以下的中高压交流电动机第6页共6页起动时，应用先进的晶闸管移相调压技术及相应的转矩控制方式，从而使输出到电机的电压和电流控制在较小的范围内，避免了电机起动过程中的由于过电流引起的电网波动和机械冲击，使电机平稳起动。其特有的智能控制方式，既可以方便准确的设置起动转矩、起动电流、起动时间等参数，同时可实现与微机、PLC等设备进行联网通信及控制，最大限度的满足了用户的需求。其结构上具有体积小，功耗低、可靠

5、性高、免维护、安装方便、环境适应性强等特点。三、大功率WGQH高压固态用阀组件结构设计(一)、主原理图介绍与分析图1高压固态软起动控制图由上图1可以看出，高压固态软起动主要由多个串并联的晶闸管组成，在主回路上还可增加非晶体电抗器进行抑制电压上升率du/dt和电流上升率di/dt，同时为保护晶闸管在高压环境中的安全运行采用的动静态均压电路，过压保护元件，低压控制及触发单元等构成，当系统收到起动信号时，由控制器按照预先设定的控制曲线给出不同的触发角，使电机端电压按一定的斜率增加来达到减少起动电流及平滑起动的目的。图2高压固态软起主回路原理图图3高压固态软起阀组件原理图由图

6、2原理图中可以分析出，高压固态软起动产品核心器件之一是阀组件部分，它是保障每次电机能够正常起动并能可靠投入运行的关键部分。为使设计与安装方便，将图2第6页共6页阀组件原理图进行变换成如图3所示内容。根据调整的原理图可将阀组件结构设计成两部分，前部分是可控硅装配，后部分是阻容吸收安装，这样可控硅在使用过程中的发热传导给散热器与空气后，其散出热量不会影响到阻容吸收部分，从而保障各器件的使用寿命。(二)、可控硅与散热器压装结构设计为了使各个可控硅在使用中的热量能够迅速被吸收并尽快散热，可以通过可控硅使用工况计算出可控硅运行状态时的功耗，通过查找器件热阻并根据相应公式的计算，

7、可得出所需散热器的热阻。从而查出散热器单位热阻，可计算出散热器散热面积，即可确定出符合压装的散热器，并依据可控硅压装力要求进行可控硅与散热器的压装。一般额定电流较大可控硅安装台面的直径也较大，为保障散热器与可控硅压装稳定，且在维修更换可控硅时互相不受影响，一般将散热器图4可控硅与散热器压装图的一边压装面设计成整体式，另外一边压装面设计为分体式(相同的两块)，每只可控硅采用独立压装，中间分开部分可用铜排连接，保障电流的传导。在设计时需注意，因可控硅所需压装力较大，在选择散热器时，其安装可控硅台面的基体材料厚度需满足设计要求，并配合上下两边所用钢质压板，