科创中国

行业领域

电子信息技术,高新技术改造传统产业,新型电子元器件,先进制造技术

需求背景

目前高压变频器主要包括功率单元、低压控制部分和输入、输出电压电流保护器件、移相变压器等元器件。按照元器件电压等级、电流大小、体积大小等性能参数将这些元器件进行柜体化划分，划分为功率柜、控制柜、变压器柜三部分。其中变压器柜主要放置移相变压器；功率柜主要放置功率单元；控制柜主要包括低压控制部分和输入、输出电压电流等保护器件。功率单元的三相电源是由移相变压器二次侧提供，目前功率单元与移相变压器二次侧之间采用高压电缆连接，功率单元与移相变压器分别安装在两个不同的柜体内，他们之间的高压电缆主要是通过穿两个柜体的并柜侧板的方孔直接连接。

而目前高压变频器布线设计仍然停留在平面二维设计阶段，电缆布局直观差，同时也没有形成一个统一的布线方法，导致这种高压变频器布线存在以下缺点：由于变压器柜与功率柜本身柜体尺寸的限制，电缆排布拥挤，散热效果不理想，柜间高压电缆不能平铺开来，导致相与相之间的电缆交织在一起，在多个用户现场，出现了相间电缆放电冒火花现象。目前大多数处理方法是把电缆绝缘层加厚，该处理方法一方面增加了成本，另一方面没有解决相与相之间的电缆交织所造成的的电缆布线混乱、不美观现象，而且部分用户现场还是反馈有冒火花现象发生，没有从根本上解决相间短路和相间放电冒火花问题。

需解决的主要技术难题

1. 复杂度高：高压变频器需要控制的电子元件数量众多，需要解决的技术问题复杂度高，包括电力半导体器件的驱动与保护、变频器起动与运行过程的控制、电磁干扰的抑制等方面。
2. 控制精度高：高压变频器的输出电压和频率需要精确控制，以满足不同应用场景的需求。同时，还需要确保控制的稳定性和可靠性，以避免出现故障或异常情况。
3. 可靠性要求高：高压变频器在运行过程中需要承受较高的电压和电流，因此对设备的可靠性和稳定性要求较高。同时，还需要确保设备的安全性，以避免发生事故或损坏。
4. 成本压力大：高压变频器的制造成本较高，需要在保证性能和质量的前提下，尽可能降低成本，提高产品的竞争力。
5. 技术更新快：随着电力电子技术和控制技术的发展，高压变频器的技术也在不断更新。为了保持竞争优势，需要在研发过程中不断跟进新技术和研究方向，不断优化和改进产品。

期望实现的主要技术目标

1. 优化设计：研究新的高压变频器拓扑结构和控制策略，提高系统的效率、可靠性和性能。
2. 高性能：开发具有高精度、高响应速度和高稳定性的高压变频器，以满足不同应用场景的需求。
3. 宽调速范围：实现大范围的高压变频调速控制，满足不同负载和工艺流程的需求。
4. 节能环保：通过高压变频器的优化设计和控制策略，实现能源的有效利用和减少对环境的影响。
5. 高可靠性：加强高压变频器的可靠性和稳定性，提高设备的使用寿命和降低故障率。
6. 智能化：引入先进的智能化技术和传感器技术，实现高压变频器的智能控制、故障诊断和远程监控等功能。
7. 模块化设计：采用模块化设计思想，实现高压变频器的可配置和可扩展性，方便用户根据实际需求进行定制和升级。
8. 安全性：加强高压变频器的安全保护功能，确保设备和人员的安全。
9. 经济性：在满足性能和可靠性的同时，合理控制高压变频器的成本，提高产品的市场竞争力。

需求解析

解析单位：湖北省襄阳市 解析时间：2023-10-27

赵亮

襄阳市科协

主任

综合评价

该技术需求背景介绍和需要解决的主要技术难题分析比较清晰，研发内容和期望实现的技术目标明确。开展的项目研究对行业技术提升具有重要的现实意义，项目研究成功对推动行业的技术进步具有重要的意义。企业综合实力较好、研发实力较强、发展前景好。技术需求真实，市场潜力大。但该需求研发有一定难度，建议请相关领域专家协同攻关。

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