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我国变频调速技术的发展及应用

近10年来,随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展,电气传动技术面临着一场历史革命,即交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。电机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速和起制动性能,高效率、高功率因数和节间效果,广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。
  
  1 我国变频调速技术的发展概况
  
   电气传动控制系统通常由电动机(包括完美彩票)、控制装置和信息装置3部分组成。电气传动关系到合理地使用电动机以节约电能和控制机械的运转状态(位置、速度、加速度等),实现电能-机械能的转换,达到优质、高产、低耗的目的。电气传动分成不调速和调速两大类,调速又分交流调速和直流调速两种方式。不调速电动机直接由电网供电,但随着电力电子技术的发展这类原本不调速的机械越来越多地改用调速传动以节约电能(节约15%~20%或更多),改善产品质量,提高产量。在我国60%的发电量是通过电动机消耗的,因此调速春传动是一个重要行业,一直得到国家重视,目前已有一定规模。
   近年来交流调速中最活跃、发展最快的就是变频调速技术。变频调速是交流调速的基础和主干内容。上个世纪变压器的出现使改变电压变得很容易,从而造就了一个庞大的电力行业。长期以来,交流电的频率一直是固定的,变频调速技术的出现使频率变为可以充分利用的资源。
   我国电气传动产业始建于1954年当时第一批该专业范围内的学生从各大专院校毕业,同时在机械工业部属下建立了我国第一个电气传动成套公司,这就是后来天津电气传动设计研究所的前身。我国电气传动与变频调速技术的发展简使见表1。现在我国已有200家左右的公司、工厂和研究所从事变频调速技术的工作。
   我国是一个发展中国家,许多产品的科研开发能力仍落后于发达国家。至今自行开发生产的变频调速产品大体只相当于国际上80年代水平。随着改革开放,经济高速发展,形成了一个巨大的市场,它既对国内企业,也对外国公司敞开。很多最先进的产品从发达国家进口,在我国运行良好,满足了我国生产和生活需要。 国内许多合资公司生产当今国际上先进的产品,国内的成套部分在自行设计制造的成套装置中采用外国进口公司和合资企业的先进设备,自己开发应用软件,能为国内外重大工程项目提供一流的电气传动控制系统。虽然取得很大成绩,但应看到由于国内自行开发、生产产品的能力弱,对国外公司的依赖性严重。
  
   目前国内主要的产品状况如下。 
 

  (1)晶闸管交流器和开关断器件(DJT、IGBT、VDMOS)斩波器供电的直流调速设备。这类设备的市场很大,随着交流调速的发展,该时常虽在缩减,但由于我国旧设备改造任务多,以及它在几百至一千多kW范围内价格比交流调速低得多,所以在短期内市场不会缩减很多。国产设备能满足需要,部分出口。自行开发的控制器多为模拟控制,近年来主要采用进口数字控制器配国产功率装置。
  (2)IGBT或BJT PWM逆变器供电的交流变频调速设备。这类设备的市场很大,总容量占的比例不大,但台数多,增长快,应用范围从单机扩展到全生产线,从简单的V/f控制到高性能的矢量控制。约有50家工厂和公司生产,其中合资企业占很大比重。


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