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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 發(fā)表于:2011/8/3  點擊:

    近10年來,隨著電力電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)的迅速發(fā)展,電氣傳動技術(shù)面臨著一場歷史革命,即交流調(diào)速取代直流調(diào)速和計算機數(shù)字控制技術(shù)取代模擬控制技術(shù)已成為發(fā)展趨勢。電機交流變頻調(diào)速技術(shù)是當今節(jié)電、改善工藝流程以提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善環(huán)境、推動技術(shù)進步的一種主要手段。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)點而被國內(nèi)外公認為最有發(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
      
       電氣傳動控制系統(tǒng)通常由電動機(包括振動電機)、控制裝置和信息裝置3部分組成。電氣傳動關(guān)系到合理地使用電動機以節(jié)約電能和控制機械的運轉(zhuǎn)狀態(tài)(位置、速度、加速度等),實現(xiàn)電能-機械能的轉(zhuǎn)換,達到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗的目的。電氣傳動分成不調(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)速電動機直接由電網(wǎng)供電,但隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展這類原本不調(diào)速的機械越來越多地改用調(diào)速傳動以節(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)電量是通過電動機消耗的,因此調(diào)速春傳動是一個重要行業(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。上個世紀變壓器的出現(xiàn)使改變電壓變得很容易,從而造就了一個龐大的電力行業(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。
       我國電氣傳動產(chǎn)業(yè)始建于1954年當時第一批該專業(yè)范圍內(nèi)的學(xué)生從各大專院校畢業(yè),同時在機械工業(yè)部屬下建立了我國第一個電氣傳動成套公司,這就是后來天津電氣傳動設(shè)計研究所的前身。我國電氣傳動與變頻調(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)品大體只相當于國際上80年代水平。隨著改革開放,經(jīng)濟高速發(fā)展,形成了一個巨大的市場,它既對國內(nèi)企業(yè),也對外國公司敞開。很多最先進的產(chǎn)品從發(fā)達國家進口,在我國運行良好,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)當今國際上先進的產(chǎn)品,國內(nèi)的成套部分在自行設(shè)計制造的成套裝置中采用外國進口公司和合資企業(yè)的先進設(shè)備,自己開發(fā)應(yīng)用軟件,能為國內(nèi)外重大工程項目提供一流的電氣傳動控制系統(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)價格比交流調(diào)速低得多,所以在短期內(nèi)市場不會縮減很多。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)用范圍從單機擴展到全生產(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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