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        集團刊物

        富士電機技術期刊

        專輯:電力電子設備

        專輯:電力電子設備

        從支持公共事業的社會基礎設施到家電產品,如今電力電子技術在 “創造”“連接”“使用”能源的各種場合已成為關鍵技術。而且作為在 百萬瓦級太陽能等能量生產中實現高效率轉換的技術,以及馬達驅動等通 過節能實現低碳社會的技術,備受人們關注。富士電機針對可為互聯網社 會提供支持的數據中心開發出不間斷電源裝置(UPS)、各種電動力應用 設備,針對交通與流通的基礎設施開發出運用電力電子技術的產品,并提 供給社會。本專輯將就應用 SiC(碳化硅)功率元件快速實現高效化、小 型化和輕量化的電力電子設備,電力電子技術開發過程中的基礎技術,以 及面向全球化市場的國際標準對應情況進行介紹。
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        [專輯寄語]電力電子設備的專輯寄語

        Johann W. Kolar 瑞士聯邦理工學院蘇黎世校區(ETHZ)教授

        電力電子設備的現狀與展望

        友高 正嗣
        隨著電力電子技術及其應用產品普及到社會各個領域中,其作為實現節能的方法備受關注。另一方面,電力電子器件所處的環境正逐漸發生巨大變化,例如出現了有望為電力電子器件帶來顯著進步的SiC功率元件來代替傳統硅元件,要求元件能夠滿足全球化市場的國際標準規格等。富士電機為滿足這種多樣化的開發需求,適應不斷加快的開發速度,而充分運用平臺進行產品開發,并利用高級仿真技術改善開發環境。除了開發SiC功率元件應用產品外,富士電機還開發出電力電子器件提供給電動力應用、旋轉設備、運輸設備、電源設備等各個領域。點擊下載

        搭載有All-SiC模塊的百萬瓦級太陽能用PCS“PVI1000 AJ-3/1000”

        大島 雅文 ? 前田 哲也 ? 村津 宏樹
        近年來,人們對太陽能發電提出了更高的發電性能要求。就太陽能發電核心設備功率調節器(PCS)而言,除實現高效率外,還需保證持續發電的可靠性,降低總成本。富士電機通過搭載由新一代半導體元件SiC(碳化硅)-MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)和SiC-SBD(SchottkyBarrier Diode)組成的All-SiC 模塊,開發出高效率的百萬瓦級太陽能用PCS。點擊下載

        面向北美的應用三電平的大容量高效UPS“7000HX-T3U”

        川崎 大介 ? 濱田 一平 ? 佐藤 篤司
        近年來基于信息通信系統在信息化社會中的發展,數據中心市場不論是在日本國內還是海外均得到增長。對保證系統穩定運行的不間斷電源裝置(UPS)的需求也不斷增加。我們針對北美市場,利用額定電壓480V的三電平電力轉換電路開發出大容量高效的UPS“7000HX-T3U”。此產品通過使用富士電機獨創的AT-NPC三電平IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)模塊,實現了最高達97%以上的高效率。而且與傳統機型相同,可靠性不斷提高,并符合北美的UL 標準和 NEC標準要求。點擊下載

        應對全球化的通用變頻器“FRENIC-HVAC/AQUA系列”和“FRENIC-Ace系列”

        河野 博之 ? 三垣  巧 ? 皆見 崇之
        近年來,通用變頻器需具備的功能趨向多級化,在運用專用控制器及變速驅動裝置的領域,對通用變頻器進行自定義并運用的實例增多。而且對產品全球化的要求也不斷增加。為滿足這些需求,富士電機開發出應對全球化的通用變頻器“FRENICHVAC/AQUA系列”和“FRENIC-Ace系列”。上述產品標準搭載自定義邏輯功能,擁有多語言支持功能,引進區域碼,可支持全球化,并且符合干擾及功能安全等相關國際標準的要求。點擊下載

        安裝SiC 混合模塊的690V系列變頻器“FRENIC-VG堆棧系列”

        佐藤 和久 ? 高野  信 ? 野村 和貴
        富士電機在擁有行業最高級別性能的“FRENIC-VG 系列”中準備了690V系列的堆棧型。為了對應在船舶、國外化學成套設備、礦業、水處理設備等行業的大量需求,在690 V系列原有的90~315kW 容量的基礎上增加了355~450kW的大容量產品。通過安裝低損耗SiC 混合模塊,使得產品體積并沒有因為容量的增大而變大,將產品的寬度尺寸維持在220mm。而且將多臺堆棧并聯后,可驅動最大2700kW的多線圈馬達,并利用直接并聯方式驅動最大1200kW的大容量單線圈馬達。點擊下載

        富士電機的高等級(Top Runner)馬達 ―“超高效率馬達”的損耗降低技術―

        館  憲弘 ? 鯉淵 博文 ? 高橋 和利
        馬達是社會生活及產業活動中不可缺少的關鍵組件,其用電量達到全世界能源消耗的大約40%。因此,馬達高效化是世界主要國家需解決的課題,日本根據高等級馬達制度從2015年4月開始實施效率限制。富士電機開發的“超高效率馬達”通過優化槽形以及采用低損耗電磁鋼板等降耗技術滿足了效率限制值。該產品實現了高效率和低噪音,并且有助于環保。點擊下載

        變頻器一體型馬達

        宇津野 良 ? 松井 康平
        近年來電動機(馬達)的高效化及利用變速系統的節能化得到快速發展。富士電機開發出對馬達內置變頻器功能的變頻器一體型馬達。不僅單個馬達實現了高效率,利用變頻器控制對變速運轉進行組合后得到了明顯的節能效果,而且通過一體化還實現了小型化。節能效果如下,與效率等級IE1的標準馬達相比降低了45%(1923kWh/年),與IE3(GB2)的“超高效率馬達”相比降低了43%(1742kWh/年)。點擊下載

        鐵路車輛用電力電子設備的小型化輕量化技術

        龍澤 將光 ? 西島 與貴
        近年來,不僅強烈要求鐵路車輛上所安裝設備及裝置中搭載的電力電子設備實現節能,還要求其小型化輕量化。富士電機通過提高冷卻技術和設備安裝技術,不斷滿足這些要求。另外絕緣變壓器在小型化過程中存在極限,其通過采用高頻絕緣電路技術和直流供電方式,并進行最佳設計,從而減少對裝置的占有率,實現進一步小型化輕量化。富士電機使用最新技術向日本國內外提供了電力電子設備,例如新干線等鐵路車輛用動力系統及輔助電源裝置等。點擊下載

        鐵路車輛用門的最新動向與安全性可靠性技術

        梅澤幸太郎 ? 寺崎 富雄 ? 稻玉 繁樹
        富士電機開發出鐵路車輛用門的關門裝置(線性馬達方式、FCPM方式),并使其實現產品化,該關門裝置將馬達的運動方向用于側拉門直線動作上從而簡化了機構。鐵路車輛用門是至關鐵路正點運行的重要裝置,需確保乘客上下車和車輛行駛安全。因此該裝置對安全性、可靠性和功能性的要求較高,而且還要求維護不太頻繁。我們利用故障模式影響分析及危險分析對設計時的安全性進行評估,再通過三重反饋控制、外力抑制控制、推回控制等控制技術,滿足了以上要求。點擊下載

        北陸新干線新黑部變電站的鐵路功率補償裝置

        尾曾  弘 ? 金子 知實 ? 鈴木 明夫
        富士電機向位于北陸新干線長野與金澤間的新黑部變電站提供的鐵路功率補償裝置已經交貨。本裝置利用長野與金澤兩電路間的功率交換對列車行駛時產生的三相不平衡和電壓波動進行補償,并對列車產生的特高壓的高次諧波電流進行補償,由變頻器裝置及變頻變壓器等構成。變頻器裝置使IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)的電流分擔均勻化,并開發出功率單元的水冷方式,從而實現了裝置的大容量化和小型化。變頻變壓器通過采用無間隙變壓器,實現了低噪音化和高可靠性化。點擊下載

        港灣及造船廠的多功能岸電設備

        宮下  勉 ? 梅澤 一喜 ? 城市  洋
        近年來海運業及造船業提出降低環境壓力的要求。為此,富士電機開發出多功能岸電設備,其同時具備由商用(所內)系統向船內負載供電的功能與船內發電機負載試驗功能。本設備安裝在室外,因此我們就方便維護的布置及高效冷卻方式進行了研究,將主要裝置安放在集裝箱房。集裝箱房可以多個并聯使用,方便實現大容量化??刂乒δ艿奶攸c如下,能夠以任意電壓和頻率向船內負載供電,并可在電阻消耗及電源再生中進行船內發電機的負載試驗。點擊下載

        電力電子設備的仿真技術

        松本 寬之 ? 玉手 道雄 ? 吉川  功
        對于電力電子設備大功率密度和高效化要求的情況下,將過去分別獨立進行的配線結構設計、冷卻結構設計、以及EMI(Electromagnetic Interference)設計的各項目來進行協調開發就變得越來越重要。富士電機正致力于利用元件仿真模型技術的協調開發。利用該模型進行仿真,可正確掌握整機安裝時的開關特性,并運用于各設計。在設計階段可以高精度地估測部件溫度及電磁干擾流出,因此能夠縮短冷卻結構及EMI 濾波器的開發時間。點擊下載
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