广东明阳大功率水冷型高压变频器
大功率高压变频器的选型
大功率高压变频器的选型
赵海忠
【期刊名称】《自动化应用》
【年(卷),期】2010(000)008
【摘要】对大功率变频装置的结构、技术性能、控制方式及适用工况进行分析,并就其工程实施及合理选配进行探讨.
【总页数】3页(P22-24)
【作者】赵海忠
【作者单位】青海盐湖工业集团发展公司,青海,格尔木,816000
【正文语种】中文
【中图分类】TN77
【相关文献】
1.大功率高压变频器在396MW机组给水泵系统的应用 [J], 胡常春;
2.高压变频器在大功率同步电机中的应用 [J], 荣凯;刘明光;魏廷林;郭冬梅;
3.水冷系统在大功率矿用隔爆兼本安型高压变频器中的应用 [J], 王燕
4.基于高压变频器的大功率电机软启动 [J], 吕勇
5.超大功率水冷高压变频器的研制与开发 [J], 田玉芳;荣凯;黄建军
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
SSB变频器操作手册
SSB变频器操作手册广东明阳风电技术有限公司（NOTE）“注意”所包含了正确操作的信息。
1. 概要当用手去触摸转子或在其旁边工作时应特别小心，因为转子可能导致严重的电压冲击，甚至烧伤。
在运转期间，应确认电气设备可靠接地。
未经授权的人操作、安装或运行设备都会增加财产损失、损害健康甚至死亡的危险。
所有的包括运输、安装、试车和维修一定要让有资格的人来履行。
专家的定义是产品在安装、调试、运行，（或部分）都拥有资格认证的人。
出于安全原因，在设备外部维护或维修仅能由厂家来执行，或确保由经系统培训的有资格的电气工程师来进行。
2 按预定目的使用本变频器是为商业应用而设计的。
在按步骤设置好之前变频器可能不会工作。
按照73/231/EEC规定变频器具有低电压保护功能。
只允许符合 (89/336/EEC)规定操作。
技术数据和说明书在铭牌上和文件中，一定按规定操作。
3. 运输、储藏运输, 储藏一定要按照说明书正确操作。
在递送之后被发现的任何的损坏一定要立刻报告运输公司，而供应商一定要告知运输公司运输条件。
4. 安装变频器的安装和冷却一定要符合在有关文件的规定。
变频器一定要在可容许的水平压力下得到保护，安装人员只能处理设备没有变形或绝缘没有改变的情况。
要避免接触电气元件。
变频器对静电非常敏感，它很容易在不正确的操作中被破坏。
而电气部分不能被破坏，因为这会造成健康危害。
5. 电的连接¾当变频器通电时, 一定要遵守意外事件预防规则。
¾电的安装一定符合相关规定（例如：电缆桥接, PE 连接）。
¾说明书中有关于任何进一步操作的说明。
¾按EMC对厂家指定限定的职责，说明书中都提供了涉及安装的部分，例如屏蔽、接地、滤波器的排列和电缆的放置的相关资料。
6.操作在变频器上安装附加的监视器和保护装置必须符合相关的安全规则。
例如：涉及到的操作设备的守则, 意外事件预防守则等，这些说明书中都有叙述。
变频器断电后，带电设备部分和电缆连接的地方不能马上用手触摸，因为此时电容器可能还带电。
高压变频器的冷却方式
一、引言在电力、化工、煤矿、冶金等工业生产领域要求高压变频器有极高的可靠性。
影响高压变频器的可靠性指标有多项，其中在设计过程中其散热与通风是一个至关重要的环节。
目前高压变频器有高-低-高式、元件直接串联式、中点箝位多电平式、单元级联式等多种方式，一般来讲，上述各种方式的高压变频器，其效率一般都可达到96~98%;但由于设备功率大，在正常工作时，仍要产生大量的热量。
为保证设备的正常工作，把大量的热量散发出去，优化散热与通风方案，进行合理的设计与计算，实现设备的高效散热，对于提高设备的可靠性是十分必要的。
高压变频器设备功率较大，4％的功率损耗主要以热量形式散失在运行环境当中。
如果不能及时有效的解决变频器室的工作环境温度问题，将直接危及变频器本体的运行安全；最终因为温度过高，导致变频器过热保护动作跳闸。
为保证变频器具有良好的运行环境，必须对变频器及运行环境的温度控制采取措施。
二、冷却方式通过变频器工程应用经验的积累，针对不同的应用环境现场提供完整的变频器冷却系统解决方案。
常用的几种冷却方式主要包括：⑴风道开放式冷却；⑵空调密闭冷却；⑶空－水冷密闭冷却；⑷设备本体水冷却；⑸上述方式组合冷却。
1.风道开放式冷却1.1冷却过程冷风经变频室通风入口滤网进入变频器，经过对机体进行冷却后，再由变频器风道出风口将热风排出。
1.2安装方式风道开放式冷却安装比较简单，只需在变频室的墙壁上开两个通风入口，安装上滤网，然后在变频器的柜顶风罩上向外引出出风口风道即可，如下图1所示：1.3系统特点(1)施工简单，维护量大；(2)费用低廉；(3)运行稳定性依赖于当地环境2.空调密闭冷却2.1容量选择原则按照变频器的发热量和控制室环境实用面积来选择空调的容量。
2.2安装方式变频器室安装空调时，要求变频器控制室空间要尽可能小，并且做好密封，避免夏季室外温度高带来的加热效应。
空调的安装位置可根据现场实际情况布置在变频器两侧。
具体设备布局如下图2所示。
大功率IEGT变频器中的纯水冷却系统
摘
要： Ｇ Ｉ Ｔ具 有 高 电 压 和 大 功 率 的 特 点 ， 泛 应 用 于 铝 板 带 轧 制 的 主 传 动 系 统 中 。 由于 其 工作 电 压 高 、 Ｅ 广 功
率 大 ， 却 系统 在 ［Ｇ 冷 Ｅ Ｔ的 工 作 中 起 着 非 常 重 要 作 用 。本 文 介 绍 了 一 种 用 于 ＩＧ Ｅ Ｔ变 频器 中 的 纯 水 冷却 系 统 。
］Ｇ Ｅ Ｔ是 注射 增 强 型 门 极 晶 体 管 的 缩 写 ， 一 种 是
ＭＯ Ｓ结 构 的电压 触 发 型 晶 体 管 ， 有 高 电压 、 功 率 具 大
的特 性 ， 定 电 压 为 ４ ０ Ｖ ， 定 电 流 为 ４ ０ Ａ 额 ５０ 额 ００ 。
ＩＧ Ｅ Ｔ元 件既 能控 制开通 ， 能控 制 关 断 ， 构 分 为平 又 结 板 型和模 块 型两 类 ， 有 低 损 耗 、 耐 压 和 能 控 制 大 具 高
同 ， 由三 回路 Ｉ Ｇ 都 Ｅ Ｔ功率 桥构 成 ， 每个 功 率 桥 由 ４个 ＩＧ Ｅ Ｔ元 件 串联组成 。ＩＧ Ｅ Ｔ变频 器采用 光 电转 换 门极
触 发 电路 ， 变 频 器 的 控 制 系 统 从 高 压 隔 离 开 ， 高 把 提
大功率 变频传 动系 统 。
大 功 率 传 动 系 统 通 常 采 用 强 制 风 冷 和 循 环 水 冷
轧 机 十四 机 架 精 轧 四 辊 轧 机 。 粗 轧 机 主 电 机 采 电平 Ｐ 采 脉 三 ＷＭ 控制 方式 ， 基波
电压 幅值恒 定 ， 过 控制 输 出 电压 的相位 实现 对 电流 通
的控制 ， 减少 了高次谐 波 ， 降低 了转矩 波 动 ， 电 网影 对 响较小 。ＩＧ Ｅ Ｔ传 动 系统 通 常 由控 制柜 、 流器 柜 、 整 逆
矿用高压变频器水冷系统的改造实践
矿用高压变频器水冷系统的改造实践梁鑫（山西焦煤集团有限责任公司屯兰矿，山西古交030206）0引言随着变频技术的成熟和工业生产节能降耗要求的提出，各种变频设备正越来越广泛地应用于煤矿、化工、冶金等领域。
作为电气驱动的核心设备，要求变频器必须具有较高的工作稳定性，而变频器对温度等因素的变化较为敏感，因此变频器需具有较强的散热能力。
尤其对于高压变频器，装置内部的大功率半导体和移相变压器，在工作过程中的功率损耗将转化为大量热量，如果热量得不到及时疏散，将导致内部元器件温度升高，影响元件的使用寿命和运行稳定[1-3]。
因此，对于不同应用环境下的高频变频器，需选择相适应的冷却散热方式。
近年来，随着煤矿机电设备的升级，综采工作面常见的重型刮板输送机、带式输送机等设备普遍采用了高压变频驱动技术。
但由于设备散热不当，时常发生因变频器温度超限而停机保护的状况，对煤炭生产效率产生较大影响。
针对这一问题，本文将以屯兰矿井下某综采工作面高压变频器冷却系统的改造为例，对矿用高压变频器水冷系统的应用和改造技术进行研究。
1高压变频器冷却方式高压变频器一般要求环境温度在0~40℃之间，超过40℃将触发温度保护。
常见的变频器冷却方式有强制风冷、直接水冷、空调冷却、空-水冷却等方式，具体如下：1）强制风冷。
一般利用送风风道，将外部的凉风送入需冷却部位，凉风与散热装置进行热交换后变热，然后再由出风风道将热风排出。
这种冷却方式施工简单，成本投入低，但受限于外部环境温度，且存在散热能力不足、风机体积大、噪声大等问题，无法满足大功率高压变频器的散热要求。
2）直接水冷。
也称为“水-水循环冷却”，是目前较为先进的电气设备冷却方式。
其系统分为内、外双循环两部分，内循环水采用高阻抗的去离子纯水，直接与设备接触吸收热量，由于水的比热容是空气的5300倍，因此其散热能力较强；外循环水采用普通工业用水，通过热交换将内循环水的热量带走。
这种冷却方式冷却效率高、冷却装置体积小、静音性能好、安全环保，尤其适合大功率高压变频器的冷却。
高压变频器空水冷系统[实用新型专利]
![高压变频器空水冷系统[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/f505f51ee3bd960590c69ec3d5bbfd0a7856d54c.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201921164760.0(22)申请日 2019.07.22(73)专利权人 李洪广地址 252000 山东省聊城市茌平县信发路64号华信小区20号楼2单元501室(72)发明人 李洪广 (74)专利代理机构 成都顶峰专利事务所(普通合伙) 51224代理人 王霞(51)Int.Cl.H02M 1/00(2007.01)H05K 7/20(2006.01)(54)实用新型名称高压变频器空水冷系统(57)摘要本实用新型属于变频器冷却技术领域，公开了高压变频器空水冷系统，包括安装在室外的空水冷却器、引风管道和循环水供水装置；所述引风管道包括主风道、第一风道和第二风道；所述第一风道和第二风道分别与主风道连通；所述第一风道将室内热风引流至空水冷却器，所述第二风道将室内热风引流至室外；所述第一风道设有第一阀门，第二风道设有第二阀门；所述循环水供水装置设有供水管和回水管；所述供水管通过第一总阀与空水冷却器的入水口连通，所述回水管通过第二总阀与空水冷却器的出水口连通。
本实用新型能够实现闭式循环的冷却工作，不但解决了室外环境对设备的影响，还大大减少了工作人员的维护量。
权利要求书1页 说明书4页 附图2页CN 209913697 U 2020.01.07C N 209913697U1.高压变频器空水冷系统，其特征在于，包括：安装在室外的空水冷却器(1)；引风管道，所述引风管道包括主风道(2)、第一风道(3)和第二风道(4)；以及循环水供水装置(5)，所述循环水供水装置(5)设有供水管(6)和回水管(7)；其中，所述第一风道(3)和第二风道(4)分别与主风道(2)连通；所述第一风道(3)将室内热风引流至空水冷却器(1)，所述第二风道(4)将室内热风引流至室外；所述第一风道(3)设有第一阀门，第二风道(4)设有第二阀门；所述供水管(6)通过第一总阀与空水冷却器(1)的入水口连通，所述回水管(7)通过第二总阀与空水冷却器(1)的出水口连通。
变频器冷却风机电机接线方式改造
建议经济效益说明：
更换冷却风机电机，一台材料费最少5000元，一年至少更换4台，如将冷却风机电机接线方式改为星形接线，这样就可以避免风机电机的频繁烧损，每年为我公司节约资金至少2万元。
（可另附页）
分场（部门）审核意见：
签字： 年 月 日
专业评审意见：
签字： 年 月 日
公司意见：
签字： 年 月 日
“践三能、增效益、强管理、促转型”合理化建议申报表
填报单位：电气分场继电室
建议名称
变频器冷却风机电机接线方式改造
建议人姓名
杨仁超
建议实施责任单位
电气分场继电室
建议内容：
我公司现有中山明阳高压变频器多台，变频器冷却风机电源取自变频器变压器，（6KV电源经整流逆变后，直接经抽头取380V电源），其电机接线方式为三角形接线，电机运行时电流较大，导致冷却风机电机过热，频繁故障，电机烧损，影响变频器正常运行，而且更换一个风机就需要上千元的资金，从2008年底变频器开始陆续投运以来，已烧损冷却风机电已经十几台，占全部冷却风扇数量的20%以上，造成了资金大量损失。因此建议对所有变频器冷却风机电机的接线方式进行改造，将原来的三角形接线改为星形接线，这样电机运行时的电流较原来的大大减小，电机就不会出现过热烧损故障，保证变频器安全稳定运行，同时大大节省资金。
明阳2.0型风力发电机组用户手册(电气)
航对风。
风机机舱罩由玻璃钢制成，它可保护机舱内部各组件免受雨、雪、灰尘、太阳辐射等的破坏。从
塔架内通过爬梯可以到达机舱，爬梯上配备有助爬器（可选）。
机舱内部包含有一台维护吊机，额定起重重量为 250kg。
塔架外形为锥形，塔架采用特殊的防腐蚀保护工艺，保证风场当地环境生存期的防腐要求。
风力发电机组的所有功能由控制系统启动并管理，并具有先进的控制策略。
5.4 机组操作 .......................................................................... 29 5.4.1 就地操作 ...................................................................... 29 5.4.2 远程操作 ...................................................................... 35
变流器与电网连接。
风力发电机制动系统由两部分组成，其主制动器为空气动力学制动，通过 3 个叶片独立变桨实现。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
广东明阳大功率水冷型高压变频器
发表时间：2016-07-01T16:57:38.850Z 来源：《电力设备》2016年第9期作者：杨顺禄
[导读] 伴随人类生产力的高速发展，能源消耗日益增加，如何节约和充分利用能源成为当今社会生产发展最为重要的问题。
杨顺禄
（广东明阳龙源电力电子有限公司 528437）
摘要：本文以广东明阳龙源电力电子有限公司设计的MYVERT-D水冷型高压变频器为例，介绍水冷型高压变频器的优越性。
关键词：高压变频器水冷
Abstract:Take MYVERT-D high voltage inverter in Guangdong Mingyang Longyuan Power Electronics Co., Ltd design as an example, introduced the superiority of water-cooled type high voltage inverter .
Key Words: high-voltage inverter; water-cooled
1．广东明阳高压变频器简介
伴随人类生产力的高速发展，能源消耗日益增加，如何节约和充分利用能源成为当今社会生产发展最为重要的问题。
高压变频器以其卓越的调速性能、显著的节电效果在各领域得到广泛应用。
MYVERT-D系列高压变频器是广东明阳龙源电力电子公司设计生产的模块串联多电平电压型高压变频器，该系列高压变频器主电路采用模块串联方式，通过将若干个独立的低压变频功率模块输出串联的方式实现高压直接输出。
它是集大功率电力电子控制技术、微电子技术、高速光纤通信技术、自动化控制技术和高电压技术等多学科为一体的高新技术产品。
广东明阳龙源电力电子公司在高压变频产品领域有16年的设计、生产及现场可靠运行的丰富经验和技术积累。
图1 水冷型高压变频器系统原理图
2.高压变频器散热方式
随着高压变频器技术的不断发展，高压变频器对散热的要求越来越高，散热量越来越大。
高压变频器运行环境温度的要求为-5℃～45℃。
大量研究表明，高压变频器的故障率随温度升高而上升，使用寿命随温度升高而下降，环境温度升高10℃，高压变频器使用寿命将减半。
强迫风冷是传统的散热方式，一般是将电力电子元器件的发热核心部位与散热器相接触将热传导出来，然后再通过风扇转动，来加强空气的流动，通过强制对流的方式将散热片上的热传至周围的环境。
水循环冷却是利用水泵驱动水流经过热源，循环带走散热器的热量进行吸热传递。
其散热效率高，热传导率为传统风冷方式的20倍以上，可以解决几百至数千瓦的散热问题，是风冷效果所不能比拟的。
因为即使是散热效率最高的涡轮风扇风冷散热，其温度比水冷散热也要高大约 10℃。
3.水冷型高压变频原理
水冷系统分为内循环水冷和外循环水冷，变频器内部功率单元采用水冷板散热，水通过管道进入水冷板，将IGBT等功率元件的发热传递给水后，由水带走，进入水-水热交换器，水-水热交换器通过和外循环水换热，热量由外循环水带走，冷水进入单元水冷板继续循环。
为防止外部环境温度引起变频器内部有凝露现象产生，在水冷管道内加入加热装置。
变频器外部水温低于25℃时，水冷系统会自动启动加热器，同时将散热外水通过旁路管道直接回流，当水温高于25℃时，自动关闭加热器，根据温度的大小，自动调节外水通过散热板的流量，让外循环水带走内循环水的热量,水冷型高压变频器系统原理图1所示。
从图1可以看出水泵1、水泵2提供循环的动力,为提高系统的可靠性,水泵一备一用,有故障时根据水流量在控制系统检测下自动倒换。
循环水流入并流出被冷却电子装置后进入水泵的入口，水泵提供动风热交换器，热水在这里被冷却，冷却后的水再进入被冷却装置带走热力，循环水流入水量，回到水泵的入口.外在散热器进口处装有电动三通球阀K1,它有一个进口与两个出口,其阀芯处于不同位置时，进水口的水在两个出口间有不同的分配比例。
冬季室外气温低时，大部分水可以不经过水热交换器直接返回水泵进口，夏季则让全部水经过水热交换器。
4．现场应用
黑龙江省双鸭山电厂#5、#6机组共4台负载为5000kW引风机,2011年使用广东明阳水冷型高压变频器进行节能改造，水冷系统可保证整个系统工作在最佳温度点，水循环系统中各单元及传感器由PLC自动监控运行，并通过触摸屏显示界面实现人机信息的实时交流。
水循环系统运行参数和报警信息条实时传输至变频器主控制器，并可通过主控制器远程操控水循环系统，实现水循环系统与主机的无缝接合。
双鸭山4台5000kW引风机使用的水冷型变频器至今稳定运行5年之久，水冷型高压变频器在实际应用中表现出优异的性能、高可靠的稳定性。
5．结语
广东明阳水冷型高压变频器为大功率高压变频器的应用提供了先进性和可靠性，具有良好的综合性价比的优势，不需要大功率的冷却风机，噪声小，全封闭的柜体结构能适于恶劣环境。
水冷系统集成在变频器柜体内部，与变频器结合成为统一的整体，安装方便，利于运
输。
电路水路分开布置，可以有效防止高压电的危险。
循环冷却，提高了高压变频器系统的换热效率。
广东明阳水冷型高压变频器具有高可靠性，安全运行，调速和节能效果极佳等优越的性能。
`
参考文献
[1]王兆安刘进军.电力电子技术[M].第5版.机械工业出版社，2009.
[2]倚鹏.高压大功率变频器技术原理及应用[M].人民邮电出版社，2008.
[3]胡建辉李锦庚邹继斌谭久彬.变频器中的IGBT模块损耗计算及散热系统设计[J].电工技术学报.2009年03期
[4]Jai P. Agrawal. Power electronic systems-theory and design[M].Prentice Hall,2011.
作者简介：
杨顺禄－男，现工作于广东明阳龙源电力电子有限公司，主要从事高压变频器、SVG产品的开发设计和应用工作。