高壓變頻器的發(fā)展背景及其重要意義

      隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的迅速發(fā)展，促進(jìn)了電氣傳動(dòng)的技術(shù)革命。交流調(diào)速取代直流調(diào)速，計(jì)算機(jī)數(shù)字控制取代模擬控制已成為發(fā)展趨勢(shì)。交流電機(jī)變頻調(diào)速是當(dāng)今節(jié)約電能，改善生產(chǎn)工藝流程，提高產(chǎn)品質(zhì)量，以及改善運(yùn)行環(huán)境的一種主要手段。變頻調(diào)速以其高效率，高功率因數(shù)，以及優(yōu)異的調(diào)速和啟制動(dòng)性能等諸多優(yōu)點(diǎn)而被國(guó)內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。 　　

      以前的高壓變頻器，由可控硅整流，可控硅逆變等器件構(gòu)成，缺點(diǎn)很多，諧波大，對(duì)電網(wǎng)和電機(jī)都有影響。近年來(lái)，發(fā)展起來(lái)的一些新型器件將改變這一現(xiàn)狀，如IGBT、IGCT、SGCT等等。由它們構(gòu)成的高壓變頻器，性能優(yōu)異，可以實(shí)現(xiàn)PWM逆變，甚至是PWM整流。不僅具有諧波小，功率因數(shù)也有很大程度的提高。 　　

      國(guó)產(chǎn)高壓變頻器的發(fā)展現(xiàn)狀 　　

      目前，在國(guó)內(nèi)有大量的低壓變頻器廠商，其大部分為AC380V的中小功率產(chǎn)品，而在高壓大功率變頻器方面，卻為數(shù)不多。能夠研制、生產(chǎn)、并提供服務(wù)的高壓變頻器廠商，僅有少數(shù)的具備科研能力或資金實(shí)力的個(gè)別企業(yè)。 　　

      國(guó)內(nèi)僅有少部分的中、高壓電機(jī)進(jìn)行了變頻調(diào)速改造，且普通采用V/f控制方式。高壓變頻器的品種和性能還處于發(fā)展階段，每年市場(chǎng)仍需大量進(jìn)口。這些狀況主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面： 　　

      ① 國(guó)外各大品牌的產(chǎn)品正加緊占領(lǐng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，并加快了本地化的步伐。 　　

      ② 具有研發(fā)能力和產(chǎn)業(yè)化規(guī)模的企業(yè)少。 　　

      ③ 國(guó)產(chǎn)高壓變頻器的功率等級(jí)較低，目前不超過3500KW。 　　

      ④ 國(guó)內(nèi)高壓變頻器的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還有待規(guī)范。 　　

      ⑤ 與高壓變頻器相配套的產(chǎn)業(yè)很不發(fā)達(dá)。 　　

      ⑥ 生產(chǎn)工藝落后，勉強(qiáng)滿足變頻器產(chǎn)品的技術(shù)要求，但是價(jià)格低廉。 　　

      ⑦ 變頻器中使用的功率半導(dǎo)體，驅(qū)動(dòng)電路，電解電容等關(guān)鍵器件完全依賴進(jìn)口。 　　

      ⑧ 與發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)差距在縮小，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品正應(yīng)用在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中。 　　

      ⑨ 已經(jīng)研制出具有瞬時(shí)掉電再恢復(fù)、故障再恢復(fù)等功能的變頻器。 　　

      ⑩ 能夠進(jìn)行四象限運(yùn)行的高壓變頻器尚在研究與開發(fā)中。 　　

      國(guó)外高壓變頻器的發(fā)展現(xiàn)狀 　　

      國(guó)外各大品牌的變頻器生產(chǎn)商，均形成了系列化的產(chǎn)品，其控制系統(tǒng)也已實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化。幾乎所有的產(chǎn)品均具有矢量控制功能，完善的工藝水平也是國(guó)外品牌的一大特點(diǎn)。目前，在發(fā)達(dá)國(guó)家，只要有電機(jī)的場(chǎng)合，就會(huì)同時(shí)有變頻器的存在。其現(xiàn)階段發(fā)展情況主要表現(xiàn)如下： 　　

      ① 技術(shù)開發(fā)起步早，并具有相當(dāng)大的產(chǎn)業(yè)化規(guī)模。 　　

      ② 能夠提供特大功率的變頻器，目前已超過10000KW。 　　

      ③ 變頻調(diào)速產(chǎn)品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)比較完備。 　　

      ④ 與變頻器相關(guān)的配套產(chǎn)業(yè)及行業(yè)初具規(guī)模。 　　

      ⑤ 能夠生產(chǎn)變頻器中的功率器件，如IGBT、IGCT、SGCT等。 　　

      ⑥ 高壓變頻器在各個(gè)行業(yè)中被廣泛應(yīng)用，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。 　　

      ⑦ 產(chǎn)品國(guó)際化，當(dāng)?shù)鼗觿　?　　

      ⑧ 新技術(shù)，新工藝層出不窮，并被大量的、快速的應(yīng)用于產(chǎn)品中。 　　

      ⑨ 目前，沒有10KV產(chǎn)品。 　　

      高壓變頻器的未來(lái)發(fā)展態(tài)勢(shì) 　　

      交流變頻調(diào)速技術(shù)是強(qiáng)弱電混合，機(jī)電一體的綜合技術(shù)，既要處理巨大電能的轉(zhuǎn)換（整流、逆變），又要處理信息的收集、變換和傳輸，因此它必定會(huì)分成功率和控制兩大部分。前者要解決與高壓大電流有關(guān)的技術(shù)問題，后者要解決的軟硬件控制問題。因此，未來(lái)高壓變頻調(diào)速技術(shù)也將在這兩方面得到發(fā)展，其主要表現(xiàn)為： 　　

      ① 高壓變頻器將朝著大功率，小型化，輕型化的方向發(fā)展。 　　

      ② 高壓變頻器將向著直接器件高壓和多重疊加（器件串聯(lián)和單元串聯(lián)）兩個(gè)方向發(fā)展。 　　

      ③ 更高電壓、更大電流的新型電力半導(dǎo)體器件將應(yīng)用在高壓變頻器中。 　　

      ④ 現(xiàn)階段，IGBT、IGCT、SGCT仍將扮演著主要的角色，SCR、GTO將會(huì)退出變頻器市場(chǎng)。 　　

      ⑤ 無(wú)速度傳感器的矢量控制、磁通控制和直接轉(zhuǎn)矩控制等技術(shù)的應(yīng)用將趨于成熟。 　　

      ⑥ 全面實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和自動(dòng)化：參數(shù)自設(shè)定技術(shù)；過程自優(yōu)化技術(shù)；故障自診斷技術(shù)。 　　

      ⑦ 應(yīng)用32位MCU、DSP及ASIC等器件，實(shí)現(xiàn)變頻器的高精度，多功能。 　　

      ⑧ 相關(guān)配套行業(yè)正朝著專業(yè)化，規(guī)?；l(fā)展，社會(huì)分工將更加明顯。