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电能质量

     一般意义上讲的电能质量使用IGBT功率器件的设备有两种:

1、有源滤波器,全名:有源电力滤波器,英文:Active power filter(简称APF), APF的功能是抑制电网中的谐波;

2、无功补偿,全名:静止无功补偿发生器,英文:Static Var Generator(简称SVG), SVG的功能是补偿无功,提高用电效率。

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APF是并联于电网上的设备,其原理框图:

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APF在拓扑结构方面又分为两电平结构和三电平结构,以下是两种电平结构的技术方案:

两电平.png


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三电平.png

      APF设备较为核心的三大器件:IGBT模块、薄膜电容器、驱动板。

      北京富凌联合代理的数字驱动品牌:Firstack,凭借数字驱动技术的高可靠性、智能性及时序管理功能,在APF市场领域推出了C-Core驱动核,该驱动核针对中小功率NPC三电平逆变器开发的专用智能IGBT驱动核,基于Firstack数字驱动技术,解决了NPC三电平模块应用中错误时序,并联均流等复杂问题。产品具有体积小、应用方便,可靠性高等特点,适用于成本要求更高的场合。

      C-Core是双通道驱动核,外围应用电路简单,客户无需在调试驱动器上投入精力,即可安全可靠地驱动NPC三电平IGBT。

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    核心优势:

-强大的驱动能力:4W/20A,最大支持开关频率40kHz的应用;

-保护功能齐全:短路保护(软关断)/欠压保护/窄脉冲抑制;

-智能时序管理:支持NPC I型三电平时序管理;

-抗干扰能力强:采购光耦传输PWM信号,EMC特征稳定;


    凭借Firstack强大的技术设计能力,推出的数字驱动核:C-Core在APF行业得到广泛的应用。

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链式高压静止无功补偿发生器的以10KV为例,每相需要12只功率单元串联,拓扑结构图:


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功率单元采用H桥拓扑结构,技术可靠,链式高压静止无功发生器功率单元的拓扑结构图:

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北京富凌联合在SVG功率单元上可使用的品牌方案:

IGBT模块:英飞凌:FF300R17ME4, FF450R17ME4  ,   FF600R17ME4,  F1000R17IE4等;

薄膜电容:ADSO、EACO、EPCOS;

驱动电路:Firstack 数字驱动板,PI驱动板;

传感器:LEM。


SVG分为电压型桥式电路和电流型桥式电路两种类型。

案例分析:

        华北某公司,SVG设备容量10MVA,主电路采用H桥多单元级联,每相采用12单元。主电路输出采用星型接线,IGBT开关频率选取为1KHZ,输出电压10KV,每单元直流侧电压设置为850VDC,波动允许为85V,输出电感阻抗标幺值为15%


       额定线电压 =10KV (有效值)

额定相电压 =5774V(有效值)

额定容量 =10MVA

额定相电流 =10M/3/5774=577A(有效值)

每相选定12个单元,即N=12;直流侧电压设定850V。取ΔU=85V

IGBT的选取:相电流有效值为577A, 峰值为:577*1.414=816A

要求选定的模块留1.5倍的裕量,则有效值577*1.5=866  峰值为:1224A

可选用英飞凌的FF1000R17IE4 总数量为72

                 DC-LINK电容的选取:C=1.15Un*In/N*ω*Vdc* V

                得出:C=14.06Mf  所以总共电容选取为C*36=506.4Mf

                客户实际采用:电容为SHE-1200-470-FS(1200V/470uf)的薄膜电容,每个单元30只并联。

     总共使用的电容为:470uf*30*12*3=470uf*1080()= 507600uf


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