高壓變頻器生產(chǎn)現(xiàn)狀

高壓變頻器生產(chǎn)現(xiàn)狀1

變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，高壓大功率變頻調(diào)速裝置不斷地成熟起來，原來一直難于解決的高壓問題，近年來通過器件串聯(lián)或單元串聯(lián)得到了很好的解決。2發(fā)展背景隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)及計算機控制技術(shù)的迅速發(fā)展，促進了電氣傳動的技術(shù)革命。交流調(diào)速取代直流調(diào)速，計算機數(shù)字控制取代模擬控制已成為發(fā)展趨勢。交流電機變頻調(diào)速是當今節(jié)約電能，改善生產(chǎn)工藝流程，提高產(chǎn)品質(zhì)量，以及改善運行環(huán)境的一種主要手段。變頻調(diào)速以其高效率，高功率因數(shù)，以及優(yōu)異的調(diào)速和啟制動性能等諸多優(yōu)點而被國內(nèi)外公認為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。

以前的高壓變頻器，由可控硅整流，可控硅逆變等器件構(gòu)成，缺點很多，諧波大，對電網(wǎng)和電機都有影響。發(fā)展起來的一些新型器件將改變這一現(xiàn)狀，如IGBT、IGCT、SGCT等等。由它們構(gòu)成的高壓變頻器，性能優(yōu)異，可以實現(xiàn)PWM逆變，甚至是PWM整流。不僅具有諧波小，功率因數(shù)也有很大程度的提高。3行業(yè)特點變頻器是一種使電動機變速運行進而達到節(jié)能效果的設備，習慣上把額定電壓在3kV到10kV之間的電動機稱為高壓電機，因此一般把針對3kV至10kV高電壓環(huán)境下運行的電動機而開發(fā)的變頻器稱為高壓變頻器。與低壓變頻器相比，高壓變頻器適用于大功率風電、水泵的變頻調(diào)速，可以收到顯著的節(jié)能效果。

隨著節(jié)能環(huán)保需求的增加以及裝備升級改造步伐的加快，中國高壓變頻器行業(yè)呈現(xiàn)穩(wěn)步增長態(tài)勢，市場規(guī)模從2005年的11億元增至2011年的63億元，年復合增長率達到35.4%；在變頻器中的比重也從2006年的12.9%增至2011年的22.8%。2012年隨著下游行業(yè)變頻化率的提升，高壓變頻器市場增長速度有望達到34.92%。中國高壓變頻器行業(yè)主要有以下幾個運行特點4國產(chǎn)現(xiàn)狀隨著技術(shù)研究的進一步深入，在理論上和功能上國產(chǎn)高壓變頻器已經(jīng)可以與進口變頻器相比肩，但是受工藝技術(shù)的限制，與進口產(chǎn)品的差距還是比較明顯。這些狀況主要表現(xiàn)在如下幾個方面：①國外各大品牌的產(chǎn)品正加緊占領國內(nèi)市場，并加快了本地化的步伐。②具有研發(fā)能力和產(chǎn)業(yè)化規(guī)模的逐年增加。③國產(chǎn)高壓變頻器的功率也越做越大，目前國內(nèi)最大的應用做到了20000KW。5④國內(nèi)高壓變頻器的技術(shù)標準還有待規(guī)范。⑤與高壓變頻器相配套的產(chǎn)業(yè)很不發(fā)達。⑥生產(chǎn)工藝一般，可以滿足變頻器產(chǎn)品的技術(shù)要求，價格相對低廉。⑦變頻器中使用的功率半導體關鍵器件完全依賴進口，而且相當長時間內(nèi)還會依賴進口。6

⑧與發(fā)達國家的技術(shù)差距在縮小，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品正應用在國民經(jīng)濟中。⑨已經(jīng)研制出具有瞬時掉電再恢復、故障再恢復等功能的變頻器。⑩部分廠家已經(jīng)開發(fā)出四象限運行的高壓變頻器。11矢量控制的高壓變頻器也已經(jīng)在應用。7國外現(xiàn)狀國外各大品牌的變頻器生產(chǎn)商，均形成了系列化的產(chǎn)品，其控制系統(tǒng)也已實現(xiàn)全數(shù)字化。幾乎所有的產(chǎn)品均具有矢量控制功能，完善的工藝水平也是國外品牌的一大特點。在發(fā)達國家，只要有電機的場合，就會同時有變頻器的存在。其現(xiàn)階段發(fā)展情況主要表現(xiàn)如下：①技術(shù)開發(fā)起步早，并具有相當大的產(chǎn)業(yè)化規(guī)模。②能夠提供特大功率的變頻器，已超過10000KW。③變頻調(diào)速產(chǎn)品的技術(shù)標準比較完備。④與變頻器相關的配套產(chǎn)業(yè)及行業(yè)初具規(guī)模8⑤能夠生產(chǎn)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(yè)中被廣泛應用，并取得了顯著的經(jīng)濟效益。⑦產(chǎn)品國際化，當?shù)鼗觿　＂嘈录夹g(shù)，新工藝層出不窮，并被大量的、快速的應用于產(chǎn)品中。9未來態(tài)勢交流變頻調(diào)速技術(shù)是強弱電混合，機電一體的綜合技術(shù)，既要處理巨大電能的轉(zhuǎn)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制兩大部分。前者要解決與高壓大電流有關的技術(shù)問題，后者要解決的軟硬件控制問題。因此，未來高壓變頻調(diào)速技術(shù)也將在這兩方面得到發(fā)展，其主要表現(xiàn)為：①高壓變頻器將朝著大功率，小型化，輕型化的方向發(fā)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(lián)和單元串聯(lián)）兩個方向發(fā)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。10

④現(xiàn)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無速度傳感器的矢量控制、磁通控制和直接轉(zhuǎn)矩控制等技術(shù)的應用將趨于成熟。⑥全面實現(xiàn)數(shù)字化和自動化：參數(shù)自設定技術(shù)；過程自優(yōu)化技術(shù)；