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发布时间:2020-08-27 21:21:00

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高频开关直流电源

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yabo亚博编号
a00
所属分类
整流设备
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库存:
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yabo亚博描述
参数
★系统总体方案设计
一、概述:
开关电源特别是大功率开关电源在可靠性、 稳定性、 效率等方面的缺点成为制约大功率开关电源应用和发展的“瓶颈” ,按照传统电源的设计思路和解决办法 ,不能从根本上解决其所面临的诸多问题。但是新型高频功率半导体器的不断更新,如功率IGBT已完全可取代功率晶闸管和中小电流的晶闸管,使开关电源工作频率达到400KHz,实现开关电源高频化;开关电源功率单元模块化,然后容易实现大功率N+1 冗余,提高了系统可靠性;易于扩增负载容量;依靠先进的件软开关技术以及先进的统调和均流控制技术 ,解决开关电源模块化的诸多问题。
二、系统设计思路:
根据远大可建科技有限公司公司钎焊炉电热柜项目所需12000A/72V、八台直流电源装置的技术要求,我公司工程技术人员设计整流所的方案。框图如附图1所示。整个电源系统由八台柜子组成,柜内由 15个 900A/72V 独立单元电源盒并联组成GGHS-12000A/72V,视输出功率大小,每个电源电源盒进线端单独装有空气开关,每个单元电源盒可单独开启或并联开启,实现大功率N+1 冗余。  IGBT的调节控制触发系统采用我公司最新研制的XTDZ-KZ-2控制板,并配备XTDZ-TT统调板实现机组高可靠稳流控制。注:以下参数和技术指标以GGHS-12000A/72V作具体阐述。 
 
 
★基本设计电气条件
一、装置正常使用环境及气象条件
1、 海拔高度不超过2000米;
2、环境温度:不高于40℃,不低于-25℃,室内使用且通风良好;
3、 地震烈度:7度;垂直倾斜度为5%;
4、空气最大相对湿度不超过90%;
5、设备运行地点无导电尘埃,没有腐蚀金属或破坏绝缘的气体及导电介质;
6、交流电网电压波形为正弦波,电网电压波动范围不超过额定值的±5%,频率50Hz±0.5Hz,波动不超过±8%;
7、冷却水的水质要求: 送入整流柜的冷却水为软水,其水质要求如下:
硬度不超过德国度6度;电阻率不小于150*10³Ω.cm;PH值6~9;不溶解的沉淀物不超过0.02mg/L;进水口水温<30℃;进水口压力≥0.2Mpa; 
 
二、命名规则
       
                                  
                               
三、装置的设计依标准及规范
1、说明:以下标准适用于整流装置及其附属设备的设计、制造、装配、运行、实验。我公司保证提供的yabo亚博是符合技术协议和工业标准的优质yabo亚博。
GB/T18494.1-2001《工业用变流变压器》
GB3859.3-93《半导体变流器、变压器和电抗器》
GB3859.1-93《半导体电力变流器基本要求的规定》
GB/T 3859.2-93《半导体变流器应用导则》
GB/T 3859.2-93 《半导体电力变压器应用导则》
其他适用相关的国家标准和行业标准,如标准有冲突时按高等级标准执行。
2、质量保证措施:提供质量保证体系文件或质量手册供发包单位审查。
3、制造工艺:按行业最新工艺标准进行设备制造,提供完成检查的记录报告。所有部件均有互换性和便于维修。
4、铭牌:每个主要设备和辅助设备装有永久铭牌,铭牌上的数据和符号易读并长久保存。
5、安装地点:本设备安装运行于:远大可建科技有限公司。
6、用途: 钎焊炉电加热。
  
 ★本装置的参数及技术指标(以10000A为例)
一、高频开关电源技术性能指标
 
 
二、单元盒的的结构布局
1、单元盒为抽屉式结构;根据总功率由N+1个尺寸完全相同的单元盒组成。
2、抽屉结构:单元盒柜体为框架式结构,分为前后部分,前部分为全封闭式,盒体后部分为敞开式框架式。
3、前部分主要安装控制板和驱动板和IGBT和整流桥,设有前门可开启,便于设备维护,框架采用异型材焊接而成,零部件安装位置合理,并充分考虑元器件设备运行时检测及维护、更换的方便。控制部分的所有接线部分采用插头器件,且控制板安装于前盒底部的绝缘接头上,盒体前门面板设置有电流仪表和工作和各种故障灯。 
3、单元盒中间隔板由环氧玻璃布板型材和水冷母排散热器组成,水冷母排散热器前面安装三相全桥整流模块和IGBT模块,后面安装肖特基整流模块。所有元器件模块合理安装在水冷母排散热器的水道上,以便于元器件产生的温度由冷却水带走。
4、水冷母排散热器采用平板四孔母铝板,四孔经过处理变为一条循环的水路,提高了冷却效率。水冷母排散热器接触面均经铣削加工。并进行表面阳极导电氧化处理,以增加导电及防腐能力。安装在盒体的前后隔板上,由环氧玻璃布板型材作绝缘件隔开。
5、盒体后部分为敞开式框架式,便于安装高频变压器、电抗器和水路水管。后部采用敞开式框架式主要是便于高频变压器、电抗器和水路水管的更换和散热。
6、盒体内部冷却水路接头全部采用304材质不锈钢套件接头,保证了接头处不会发生腐蚀、渗漏、脱落等情况的发生;水管采用国内品牌铝塑管,保证了管子不会受温度的影响弯曲、变形、膨胀。
 
三、单元盒的电气性能
1、每个单元盒功率设计为45-50KW,输入端AC-DC部分整流桥、逆变部分IGBT、输出端AC-DC的肖特基管的选型根据电流裕度>2倍,电压裕度>3原则选用。
2、控制电路由我公司最新研发的XTDZ-KZ-2主板和三菱的IGBT控制芯片组成的驱动电路组成,具有缺相、过电压、低电压、过流等保护。
3、水冷母排散热器两端设有两个温控开关,一旦在缺水和元件温度过高的情况下,控制电路马上关断,并发出声光报警信号;当温度自然降到温控温度以下,控制电路又自动恢复运行。
4、一次进线端设有电容、电抗器峰值电压吸收装置;逆变输出端设抑制电抗器;直流输出端也设有平波电抗器。以保证设备运行时的动态稳定性,提高了设备的稳定可靠性。
5、高频变压器是我公司采用最新纳米非晶材料,具有冷却性佳、阻抗低,适宜工业化生产等诸多优点的新型高频大功率变压器。
四、远程通讯
1、提供RS485接口,并提供标准的Modbus-RTU通讯协议。开机后自动与PLC通讯,中途无须关电源复位或手工复位。
2、远程启动、停止电热柜。远程恒流/恒压切换、电流/电压连续调节、延时软启停功能(时间可设定,最大设定时间30min)、可接收远程通讯数据自动调节输出功率大小。
3、可通过4-20mA模拟输入接口连续调节电流/电压。
4、可通过外部开关量输入控制:整机启停、恒流/恒压切换。
5、远程通讯采集的数据包括:运行状态、故障状态、过热状态、控制状态、三相输入电流、三相输入电压、输入功率、功率因素、输出电流、输出电压、输出功率、柜内温度、缺水故障、水压故障、模块故障、输入故障状态(过压、欠压、缺相、过流、过载)、输出故障状态(过压过流、过热、短路、过载)等。
6、整机的本地显示控制采用触摸显示屏。
7、显示功能包括:运行状态、故障状态、过热状态、控制状态、三相输入电流、三相输入电压、总输入功率、功率因素、输出电流、输出电压、输出功率、柜内温度、缺水故障、水压故障、模块故障、谐波装置补偿电流、谐波装置运行状态、谐波装置故障状态、谐波装置控制状态、谐波装置在供电或断电情况下至少保存30条故障记录。
五、保护方式
1、电源输入过压保护、欠压保护、缺相保护、过流保护。
   2、直流输出过压保护、过流保护、过热保护、短路保护、过载保护
3、水故障保护、模块故障保护、过热保护、主控板故障保护。
4、可承受负载短路冲击,在短路消除后可重新启动。
六、主要元器件的选择
IGBT选用德国原装英飞凌品牌的,
快速肖特基整流管采用台湾AN的,
流量继电器采用许继的,
水冷304不锈钢接头为本公司开模专用定制的;
七、开关电源柜整体结构设计特点
1、高效节能:电源效率可达92%以上;功率因数高。电能转换及工艺过程节能效果比传统可控硅设备节能约10-15%;
2、提高工艺:高频开关电源和传统可控硅电源相比工艺可提高20-30%;
3、特大功率:通过高频逆变技术、并联均流技术的研究和集成创新,功率可达兆瓦级;能满足(电能质量,共用电网谐波, GB/T14549-93)等国家标准和规定。
4、N+1冗余设计,某一个电压模块的故障不会影响电源的整体输出,其余模块仍能正常输出工艺所需电压、电流,可靠性高。
5、模块电源之间的均流特性好,均流误差≤1%,控制同时具有电压和电流闭环。
6、核心元器件采用优质进口器件(在下有注明),主变压器采用纳米晶合金材料为铁芯,采用全新的机构形式,生产制作一致性高,电效高。
7、采用水冷却方式,大大降低了机器发热功率器件的工作稳定,提高了器件的工作安全性和寿命。
8、柜体内每块线路控制板都经过清漆烘干处理,起到防尘、防潮作用。
9、柜体内所有标准件都采用304材料不锈钢标准件;水冷却部分也全部采用304材质不锈钢制作,保证了柜子的使用寿命。
 
★成套设备特点: 节能、绿色环保;可靠性高、技术先进;
体积小、噪音低;操作简单、维护方便
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