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变频调速及其控制技术发展趋势

导读: 我国变频调速技术研究虽然非常活跃,然而产业化仍很不理想,外国产品几乎占据了我国变频调速技术市场的60%。

  能源需求正极大地影响着全球经济发展。我国同样也面临着经济增长对能源需求的压力。九十年代我国高耗能产品的耗能量比发达国家高12-55%,能源综合利用效率仅为32%。

  我国迫切需要提高能源利用效率。电机是能源消耗大户之一。我国电机总装机容量已达4亿千瓦,年耗电量达6000亿千瓦时,占工业耗电量的80%,然而直到目前,我国各类在用电机80%以上还是中小型异步电动机,可见我国在电机节能领域有非常大的潜力。电机节能技术最受瞩目的就是变频调速技术。但是,我国变频调速技术研究虽然非常活跃,然而产业化仍很不理想,外国产品几乎占据了我国变频调速技术市场的60%。

  变频调速技术的现状

  20世纪是变频调速技术由诞生到发展的时代。特别是20世纪90年代以后,IGBT、IGCT(集成门极换向性晶闸管)等新型电力电子器件的发展、DSP(数字信号处理器)和ASIC(专用集成电路)的快速发展以及新颖控制理论和技术(如磁场定向矢量控制、直接转矩控制等)的完善,使变频调速系统在调速范围、调速精度、动态响应、功率因数、运行效率和使用方便等性能指标超过了直流调速系统,达到取代直流调速的地步,受到各行业的欢迎并取得显著的经济效益。

  变频调速及控制技术的发展趋势

  1.高压大功率的变频调速系统

  在我国低压变频调速装置已得到用户的认可,市场总量已达2000年的约40亿人民币,并显示出其节能效果。据统计,我国低压(690V以下)电机数量是高压电机的几十倍,但耗能仅为高压电机的八分之一。近来国际上高压大电流功率器件的出现以及并、串联技术的发展,使高压大功率的变频调速得以实现,其使用效果平均节能可达30%,有着十分明显的节能效果。但我国尚在启动期,许多技术如多电平电压型逆变器。变压器耦合多脉冲逆变器等技术还须迅速跟上。无论是新建项目如西气东调、南水北调等重大工程或是技术改造项目都是高压大功率变频调速系统巨大的潜在市场。

  2.永磁同步电动机及其控制系统的发展

  具有快速电流跟踪系统的变频装置、DSP信号处理器以及高性能钕铁硼永磁材料的发展,为各类永磁同步电动机及其控制系统的发展带来生机。

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