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行业领域

电子信息技术

需求背景

随着电力电子技术的发展，由功率单元级联技术构成的高压变频器的应用越来越广泛。在级联型高压变频器应用场合中，由于高压电机一般应用在比较关键的场合，高压变频器故障将会严重影响企业的正常生产，甚至造成重大经济损失。为此，通常采用功率单元旁路装置来提升高压变频器的稳定性和可靠性，当高压变频器的局部出现故障时，能保证不间断运行，避免高压变频器的停机。

在级联型高压变频器中，每个功率单元都安装一套功率单元旁路装置，功率单元旁路装置包括旁路接触器和旁路模块。当高压变频器在运行中检测到某个功率单元发生故障时，为了不造成整个变频器停机，关断该故障单元的输出，触发旁路接触器动作信号。通过故障单元的旁路装置将故障部分旁路短路，使得整个变频器能不停机降额运行，保障不会由于变频器停机造成安全事故或经济损失。

需解决的主要技术难题

1. 结构设计：内置旁路的功率单元结构较为复杂，需要考虑到功率半导体器件的布局、绝缘设计、热设计等因素，以确保设备能够稳定运行并具有较长的使用寿命。
2. 电路设计：内置旁路的功率单元电路设计需要精确控制电流路径和元件参数，以确保在各种负载条件下均能正常工作。同时，需要设计合适的控制电路，以实现对功率单元的精确控制。
3. 可靠性问题：内置旁路的功率单元中包含多个电子元件，因此可靠性问题较为突出。需要采取一系列措施，如选用高可靠性元件、优化产品设计、加强生产质量控制等，以提高设备的整体可靠性。
4. 散热问题：由于内置旁路的功率单元中涉及到大功率器件，因此散热问题较为突出。需要采用有效的散热设计和冷却技术，以保证设备在高温环境下能够稳定运行。
5. 电磁兼容问题：内置旁路的功率单元中涉及到强电和弱电信号的交互，因此电磁兼容问题较为突出。需要采取一系列措施，如优化电路设计、选用合适的滤波和屏蔽技术等，以提高设备的电磁兼容性能。

期望实现的主要技术目标

1. 高效运行：研究如何提高内置旁路功率单元的运行效率，通过优化设计、降低损耗、提高热性能等手段，实现更高效的能源利用。
2. 高可靠性：通过采用先进的材料、设计和制造工艺，提高内置旁路功率单元的可靠性和稳定性，确保在各种负载和环境条件下都能稳定运行，减少故障和维修需求。
3. 宽输入范围：研究如何实现内置旁路功率单元对输入电压的宽范围适应，以适应不同电源和负载条件下的使用需求。
4. 优化控制策略：研究和发展新的控制策略，实现对内置旁路功率单元的智能控制和调节，提高其响应速度、稳定性和性能。
5. 节能环保：通过优化设计、采用高效元件和绿色制造工艺，降低内置旁路功率单元的能耗和碳排放，同时减少对环境的影响。
6. 标准化和互换性：研究如何实现内置旁路功率单元的标准化设计，以提高其互换性和兼容性，方便批量生产和维护。
7. 安全性：加强内置旁路功率单元的安全保护功能，确保设备和人员的安全。
8. 经济性：在满足性能和可靠性的同时，合理控制内置旁路功率单元的成本，提高产品的市场竞争力。
9. 新技术的应用：积极引入新技术和新材料，推动内置旁路功率单元的技术创新和发展，提高其性能和竞争力。

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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