M2C – 完美诠释创新

模块化多电平变频器 – 新型中压变频器

某些应用领域需要中压变频器提供所需的一切功能特性。变频器应具有极高可用性,同时具备电机或电网友好性。对此最可靠选择就是模块化多电平变频器,或简称为 M2C结构变频器。由西门子拥有专利的该种技术是一个基于模块化的系统,可使变频器灵活配置、易于扩展、应用灵活且极易维护。可实现高达 99% 的可用性,这是一种全新的效率水平!

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模块化多电平换流器及其原理

M2C 技术简介

M2C 中压变频器包含几个低压单元。采取串联方式,可实现中压输出。在变频器内部,每个单元被独立控制,而且每个单元都有一个局部储能单元,提供一部分回路电压。这意味着,输出电压可以精细调节,形成一个近似正弦的波形。这就是 M2C 技术的创新所在。此技术在 2002 年由西门子取得专利,此后继续不断地赢得市场。下面通过更详细的说明来揭示这种技术的更多优势。

灵活性

M2C 拓扑能够采用共直流母线。这意味着,其它拓扑可在电网及电机端与 M2C 技术组合使用。从而可以自由地为单机或多机传动装置配置变频器。例如,对于整流器,可根据所需的输入电压“洁净”程度来选择不同的脉冲数。

同时,整体系统设计也拥有了这种选择自由。从技术上看,基于 M2C 技术的变频器不一定需要变压器,而且如果使用变压器(用来调整电压),该变压器也无需紧邻变频器。因此,规划可以比以往更灵活,而且可充分利用安装空间。

可用性

日常运行中一个至关重要的重要因素是在断电时会发生什么。这也正式基于单元的原理发挥作用之处。如果一个单元出现故障,那么变频器中会自动激活旁路功能,换言之,在极短时间内 (< 1 ms) 旁路关键点。这种短暂电压故障在断电期间和断电之后,是从外部觉察不到的。仅当特定分支线路中的多个单元都出现故障时,该模块才停止工作。

在维护方面,基于单元的原理的优点也很明显。在冗余配置中,无需立即将单元更换。操作员可以一直等到下一个计划的停产时间,此时可以非常迅速地更换部件。通常不超过 15 分钟即可更换完毕。这些条件可确保系统始终具有极高可用性。

可扩展性

变频器可扩展能力越高,系统在整体上就越能实现理想布局。单靠这一点,就足以节省成本并提高系统的总体质量。M2C 技术中采用的基于单元的设计创造出实现这一目的的最佳条件。变频器在电压、冗余性和必要的功率输出等方面很容易调整。因此,即使您需要从变频器获得的性能特性随时间发生变化,M2C 也能完美满足要求。

这种拓扑的可扩展性已在其它应用领域中得到证明,例如在高压直流输电(HVDC 应用)中。这些应用涉及串联切换一个 M2C 分支线路中的最多 200 个单元。因此可达到最高 400 kV 输出电压。

从理论到实践

涵盖所有层级的优势

与其它中压变频器相比,模块化多电平换流器中所包含的技术创新在应用中提供了众多额外优势。
M2C 解决方案概览

选择创新

西门子目前提供了两种采用 M2C 技术的中压变频器。这两种变频器已在多年的实际应用中得到证明。
客户案例

M2C 技术获得成功应用

基于 M2C 技术的 SINAMICS 中压变频器已在众多地点获得应用,在各个方面都保持领先。全球范围的众多公司都已向前迈出重要一步,采用了西门子的这种创新产品。这里列出了其中几个客户案例。
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