十一五規劃中,建設節約型社會是今後發展的一項重要內容。有效地利用能源、節約能源是建設節約型社會的具體體現。
電動機是公認的耗電大戶,其占整個國民經濟用電量的6成以上,對它進行節能改造,潛力巨大。要建設節約型社會,是我們必須要做的工作內容。大力推廣變頻調速技術是實現這一目標的必要手段,它也是交流電動機節能改造的工作重點。
隨著現代電子技術及計算機控製技術的迅速發展,促進了傳動的技術革命。交流調速取代直流調速,計算機數字控製取代模擬控製已成為發展趨勢。交流變頻調速是當今節約電能,改善生產工藝流程,提高產品質量,以及改善運行環境的一種主要手段。變頻調速以其高效率,高功率因數,以及優異的調速和啟製動性能等諸多優點而被國內外公認為最有發展前途的調速方式。
以前的,由可控矽整流,可控矽逆變等器件構成,缺點很多,諧波大,對電網和電機都有影響。近年來,發展起來的一些新型器件將改變這一現狀,如IGBT、IG、SGCT等等。由它們構成的高壓變頻器,性能優異,可以實現PWM逆變,甚至是PWM整流。不僅具有諧波小,功率因數也有很大程度的提高。
目前,在國內有大量的廠商,其大部分為AC380V的中小功率產品,而在高壓大功率變頻器方麵,卻為數不多。能夠研製、生產、並提供的高壓變頻器廠商,僅有少數的具備科研能力或資金實力的個別企業。
國內僅有少部分的中、高壓電機進行了變頻調速改造,且普通采用V/f控製方式。高壓變頻器的品種和性能還處於發展階段,每年市場仍需大量進口。這些狀況主要表現在如下幾個方麵:
①國外各大品牌的產品正加緊占領國內市場,並加快了本地化的步伐。
②具有研發能力和產業化規模的企業少。
③國產高壓變頻器的功率等級較低,目前不超過3500KW。
④國內高壓變頻器的技術標準還有待規範。
⑤與高壓變頻器相配套的產業很不發達。
⑥生產工藝落後,勉強滿足變頻器產品的技術要求,但是價格低廉。
⑦變頻器中使用的功率,驅動電路,等關鍵器件完全依賴進口。
⑧與發達國家的技術差距在縮小,具有自主的產品正應用在國民經濟中。
⑨已經研製出具有瞬時掉電再恢複、故障再恢複等功能的變頻器。
⑩能夠進行四象限運行的高壓變頻器尚在研究與開發中
國外各大品牌的變頻器生產商,均形成了係列化的產品,其控製係統也已實現全數字化。幾乎所有的產品均具有矢量控製功能,完善的工藝水平也是國外品牌的一大特點。目前,在發達國家,隻要有電機的場合,就會同時有變頻器的存在。其現階段發展情況主要表現如下:
①技術開發起步早,並具有相當大的產業化規模。
②能夠提供特大功率的變頻器,目前已超過10000KW。
③變頻調速產品的技術標準比較完備。
④與變頻器相關的配套產業及行業初具規模。
⑤能夠生產變頻器中的功率器件,如IGBT、IGCT、SGCT等。
⑥高壓變頻器在各個行業中被廣泛應用,並取得了顯著的經濟效益。
⑦產品國際化,當地化加劇。
⑧新技術,新工藝層出不窮,並被大量的、快速的應用於產品中。
⑨目前,沒有10KV產品。
高壓變頻器的未來發展態勢交流變頻調速技術是強弱電混合,機電一體的綜合技術,既要處理巨大電能的轉換(整流、逆變),又要處理信息的收集、變換和傳輸,因此它必定會分成功率和控製兩大部分。前者要解決與高壓大電流有關的技術問題,後者要解決的軟硬件控製問題。因此,未來高壓變頻調速技術也將在這兩方麵得到發展,其主要表現為:
①高壓變頻器將朝著大功率,小型化,輕型化的方向發展。
②高壓變頻器將向著直接器件高壓和多重疊加(器件串聯和單元串聯)兩個方向發展。
③更高電壓、更大電流的新型電力半導體器件將應用在高壓變頻器中。
④現階段,IGBT、IGCT、SGCT仍將扮演著主要的角色,SCR、GTO將會退出變頻器市場。
⑤無速度的矢量控製、磁通控製和直接轉矩控製等技術的應用將趨於成熟。
⑥全麵實現數字化和自動化:參數自設定技術;過程自優化技術;故障自診斷技術。
⑦應用32位MCU、及AS等器件,實現變頻器的高精度,多功能。
⑧相關配套行業正朝著專業化,規模化發展,社會分工將更加明顯。