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談我國變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用
（作者未知） 2005/12/18
摘要： 變頻調(diào)速技術(shù)有著很好的發(fā)展及應(yīng)用前景。本文概述變頻調(diào)速技術(shù)在我國的發(fā)展和應(yīng)用及以后我們?cè)诖朔矫鎽?yīng)做的工作。
關(guān)鍵詞： 變頻調(diào)速技術(shù) 發(fā)展 應(yīng)用前景
近10年來，隨著電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)的迅速發(fā)展，電氣傳動(dòng)技術(shù)面臨著一場(chǎng)歷史革命，即交流調(diào)速取代直流調(diào)速和計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)取代模擬控制技術(shù)已成為發(fā)展趨勢(shì)。電機(jī)交流變頻調(diào)速技術(shù)是當(dāng)今節(jié)電、改善工藝流程以提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善環(huán)境、推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的一種主要手段。變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速和起制動(dòng)性能，高效率、高功率因數(shù)和節(jié)能效果，廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點(diǎn)而被國內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。
1 我國變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展概況
電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)通常由電動(dòng)機(jī)、控制裝置和信息裝置3部分組成。電氣傳動(dòng)關(guān)系到合理地使用電動(dòng)機(jī)以節(jié)約電能和控制機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)（位置、速度、加速度等），實(shí)現(xiàn)電能-機(jī)械能的轉(zhuǎn)換，達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗的目的。電氣傳動(dòng)分成不調(diào)速和調(diào)速兩大類，調(diào)速又分交流調(diào)速和直流調(diào)速兩種方式。不調(diào)速電動(dòng)機(jī)直接由電網(wǎng)供電，但隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展這類原本不調(diào)速的機(jī)械越來越多地改用調(diào)速傳動(dòng)以節(jié)約電能（節(jié)約15%～20%或更多），改善產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)量。在我國60%的發(fā)電量是通過電動(dòng)機(jī)消耗的，因此調(diào)速春傳動(dòng)是一個(gè)重要行業(yè)，一直得到國家重視，目前已有一定規(guī)模。
近年來交流調(diào)速中最活躍、發(fā)展最快的就是變頻調(diào)速技術(shù)。變頻調(diào)速是交流調(diào)速的基礎(chǔ)和主干內(nèi)容。上個(gè)世紀(jì)變壓器的出現(xiàn)使改變電壓變得很容易，從而造就了一個(gè)龐大的電力行業(yè)。長期以來，交流電的頻率一直是固定的，變頻調(diào)速技術(shù)的出現(xiàn)使頻率變?yōu)榭梢猿浞掷玫馁Y源。
我國電氣傳動(dòng)產(chǎn)業(yè)始建于1954年當(dāng)時(shí)第一批該專業(yè)范圍內(nèi)的學(xué)生從各大專院校畢業(yè)，同時(shí)在機(jī)械工業(yè)部屬下建立了我國第一個(gè)電氣傳動(dòng)成套公司，這就是后來天津電氣傳動(dòng)設(shè)計(jì)研究所的前身。我國電氣傳動(dòng)與變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展簡使見表1�，F(xiàn)在我國已有200家左右的公司、工廠和研究所從事變頻調(diào)速技術(shù)的工作。
我國是一個(gè)發(fā)展中國家，許多產(chǎn)品的科研開發(fā)能力仍落后于發(fā)達(dá)國家。至今自行開發(fā)生產(chǎn)的變頻調(diào)速產(chǎn)品大體只相當(dāng)于國際上80年代水平。隨著改革開放，經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，形成了一個(gè)巨大的市場(chǎng)，它既對(duì)國內(nèi)企業(yè)，也對(duì)外國公司敞開。很多最先進(jìn)的產(chǎn)品從發(fā)達(dá)國家進(jìn)口，在我國運(yùn)行良好，滿足了我國生產(chǎn)和生活需要。 國內(nèi)許多合資公司生產(chǎn)當(dāng)今國際上先進(jìn)的產(chǎn)品，國內(nèi)的成套部分在自行設(shè)計(jì)制造的成套裝置中采用外國進(jìn)口公司和合資企業(yè)的先進(jìn)設(shè)備，自己開發(fā)應(yīng)用軟件，能為國內(nèi)外重大工程項(xiàng)目提供一流的電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)。雖然取得很大成績，但應(yīng)看到由于國內(nèi)自行開發(fā)、生產(chǎn)產(chǎn)品的能力弱，對(duì)國外公司的依賴性嚴(yán)重。
目前國內(nèi)主要的產(chǎn)品狀況如下。
（1）晶閘管交流器和開關(guān)斷器件（DJT、IGBT、VDMOS）斬波器供電的直流調(diào)速設(shè)備。這類設(shè)備的市場(chǎng)很大，隨著交流調(diào)速的發(fā)展，該市場(chǎng)雖在縮減，但由于我國舊設(shè)備改造任務(wù)多，以及它在幾百至一千多kW范圍內(nèi)價(jià)格比交流調(diào)速低得多，所以在短期內(nèi)市場(chǎng)不會(huì)縮減很多。國產(chǎn)設(shè)備能滿足需要，部分出口。自行開發(fā)的控制器多為模擬控制，近年來主要采用進(jìn)口數(shù)字控制器配國產(chǎn)功率裝置。
（2）IGBT或BJT PWM逆變器供電的交流變頻調(diào)速設(shè)備。這類設(shè)備的市場(chǎng)很大，總?cè)萘空嫉谋壤淮�，但臺(tái)數(shù)多，增長快，應(yīng)用范圍從單機(jī)擴(kuò)展到全生產(chǎn)線，從簡單的V/f控制到高性能的矢量控制。約有50家工廠和公司生產(chǎn)，其中合資企業(yè)占很大比重。
（3）負(fù)載換流式電流型晶閘管逆變器供電的交流變頻調(diào)速設(shè)備。這類產(chǎn)品在抽水蓄水能電站的機(jī)組起動(dòng)，大容量風(fēng)機(jī)、泵、壓縮機(jī)和軋機(jī)傳動(dòng)方面有很大需求。國內(nèi)只有少數(shù)科研單位有能力制造，目前容量最大做到12MW。功率裝置國內(nèi)配套，自行開發(fā)的控制裝置只有模擬式的，數(shù)字裝置需進(jìn)口，自己開發(fā)應(yīng)用軟件。
（4）交-交變頻器供電的交流變頻調(diào)速設(shè)備。這類產(chǎn)品在軋機(jī)和礦井卷揚(yáng)傳動(dòng)方面有很大需求，臺(tái)數(shù)不多，功率大。主要靠進(jìn)口，國內(nèi)只有少數(shù)科研單位有能力制造。目前最大容量做到7000～8000kW。功率部分國產(chǎn)，數(shù)字控制裝置進(jìn)口，包括開發(fā)應(yīng)用軟件。
變頻調(diào)速技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)和日常生活中的重要地位是由以下因素決定的。
（1）應(yīng)用面廣，是工業(yè)企業(yè)和日常生活中普遍需要的新技術(shù)。
（2）是節(jié)約能源的高新技術(shù)。
（3）是國際上技術(shù)更新?lián)Q代最快的領(lǐng)域。
（4）是高科技領(lǐng)域的綜合性技術(shù)。
（5）是替代進(jìn)口，節(jié)約投資的最大領(lǐng)域之一。
2 國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀對(duì)比
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