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    我國變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

    作者:新久振動(dòng) 發(fā)表于:2011/8/3  點(diǎn)擊:

    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。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)間效果,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)(包括振動(dòng)電機(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。現(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,它既對國內(nèi)企業(yè),也對外國公司敞開。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)備的市場很大,隨著交流調(diào)速的發(fā)展,該時(shí)常雖在縮減,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)備的市場很大,總?cè)萘空嫉谋壤淮螅_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。


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