高压变频器功率单元.ppt

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1、东方日立（成都）电控设备有限公司东方日立（成都）电控设备有限公司用户培训资料功率单元吴天鹏2012年5月1功率单元旁通技术5致力于中国变频事业的新发展东方日立2007目录概述2主要功率器件3我公司功率单元发展历程4功率单元主回路功率单元型号定义6功率单元控制驱动板件71概述用户培训资料－功率单元致力于中国变频事业的新发展东方日立2007概述1功率单元是使用功率电力电子器件进行整流、滤波、逆变的高压变频器部件，是构成高压变频器主回路的主要部分。每个功率单元都相当于一台交-直-交电压型单相低压变频器。2主要功率器件用户培训资料－功率单元整流桥2-11、整流桥1.1整流桥封装形

2、式其作用是整流（将交流变成直流）。我公司使用的整流桥内部封装形式有以下两种，图1所示的封装内部有6只整流二极管，用在功率单元的三相输入端；图2所示的封装内部有2只整流二极管，用在功率单元的三相输入端以及旁通回路中。1.2整流桥工作原理在我公司产品上，整流二极管的工作方式均为全波不控整流。1）单相全桥不控整流单相全桥不控整流电路，根据IEC971(1989)对半导体变换器的指定编码属于：B2U。工作原理如图3所示：2）三相全桥不控整流三相全桥不控整流电路，根据IEC971(1989)对半导体变换器的指定编码属于：B6U。工作原理如图4所示：1.3我公司使用整流桥的常规参数品

3、牌：Semikron、Eupec；电压等级：1400V、1800V；整流桥型号说明：例如：SKD62/18为Semikron公司额定电流62A、额定电压1800V的6只整流二极管封装的整流桥，SKKD260/14为Semikron公司额定电流260A、额定电压1400V的2只整流二极管封装的整流桥。电解电容2-22、电解电容这里所说的电解电容为铝电解电容，其作用是对整流桥整流后的直流进行滤波，同时储能。目前我公司使用的电解电容品牌有：NICHICON（日本）、BHC（英国）、CDE（美国）、EPCOS（德国）。使用的电压等级有：400Vdc。使用的容量有3300uF、68

4、00uF、10000uF。IGBT2-33、IGBTIGBT（InsulatedGateBipolarTransistor），绝缘栅双极晶体管，是一种结合了BJT（大功率晶体管）和MOSFET（功率场效应管）二者优点的复合型器件，它既具有MOS器件的工作速度快，驱动功率小的优点，又具备了大功率晶体管的电流能力大，导通压降低的优点，是目前最具有优势的电力电子器件，在电力电子行业得到广泛应用。IGBT是功率单元上的重要器件，其作用是逆变（将直流转变为交流）。我公司目前使用的IGBT大部分为“双管”（内部封装了两组IGBT芯片），内部封装示意图如图5所示：目前我公司使用的IGB

5、T品牌有：Eupec、Semikron；使用的IGBT电压等级有：1200V、1700V；例如：BSM100GB170DLC、FF400R12KE3。可控硅2-44、可控硅可控硅(SCR，SiliconControlledRectifier)是可控硅整流器的简称。一种可控整流电子元件，能在外部控制信号作用下由关断变为导通，但一旦导通，外部信号就无法使其关断，只能靠去除负载或降低其两端电压使其关断。我公司的产品上，可控硅用于充电电路和旁通回路，均起“电子开关”作用。我公司使用的可控硅内部封装形式如图6所示：。目前我公司使用的可控硅品牌有：Semikron；使用的可控硅电压等

6、级有：1400V、1800V；型号例如：SKKH57/18E、SKKT210/14E3我公司功率单元发展历程用户培训资料－功率单元我公司功率单元发展历程我公司从成立到现在，在功率单元方面已推出四代产品，对这四代产品对比如表1：表1四代功率单元对比表目前，我公司已推出两个系列的第四代功率单元产品，其它系列正在研发当中，将陆续推出。4功率单元主回路用户培训资料－功率单元高压大功率变频器功率单元主回路由整流、滤波、逆变三部分电路组成，如图7所示：由于我公司技术不断进步，功率单元上的充电电路已逐步被取消，取而代之的是变频器集总充电技术。图7功率单元主回路拓扑结构图5功率单元旁通技

7、术用户培训资料－功率单元可控硅旁通技术5-11、可控硅旁通技术该技术就是利用可控硅进行旁通控制，即采用图8所示的电路实现图7中的“电子开关”功能。图8旁通回路拓扑结构图该技术存在以下缺点：1）容易受干扰（门极导通阈值低<2V）；2）不易关断，应用不灵活；3）体积较大，不利于小型化；4）旁通时产生噪音；5）器件多，可靠性低；6）成本高。主回路IGBT旁通技术5-22、主回路IGBT旁通技术该技术为我公司专利技术。它是利用IGBT进行旁通控制，即采用主回路上的4只IGBT（图9）实现图7中的“电子开关”功能。图9主回路IGBT旁通