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工业控制系统自主创新 需要电力电子产业助力

导读: 我国与所有发达国家一样,电力电子技术及电力电子装置已日益广泛地应用和渗透到工业控制系统中的各个角落,并且电力电子恰恰是关系到上述领域中我国许多引进技术中的核心所在。

  电力电子技术问世至今,在各行各业都有广泛的应用,尤其在工业控制领域发挥着重要的作用。工业控制系统如何在当前进行自主创新?关于这个问题,我们有必要从战略高度出发,对发展和振兴我国自主电力电子技术以助力工业控制系统自主创新进行认真的思考。

  在工业控制方面,电力电子技术主要应用在电机驱动系统、开关电源、可靠供电技术以及电能质量治理技术等。在电力电子技术的基础上实现的变流器及其控制系统,高精度可程控交、直流电源系统,高精度数控机床的驱动和控制系统,这些技术不但提高了工业制造精度和效率,更重要的是有效地降低了能耗,实现绿色工业。

  我国与所有发达国家一样,电力电子技术及电力电子装置已日益广泛地应用和渗透到工业控制系统中的各个角落,并且电力电子恰恰是关系到上述领域中我国许多引进技术中的核心所在。

  国家中长期科学和技术发展规划纲要指出:“我国要在激烈的国际竞争中掌握主动权,就必须提高自主创新能力,在若干重要领域掌握一批核心技术,拥有一批自主知识产权,造就一批具有国际竞争力的企业。总之,必须把提高自主创新能力作为国家战略,大幅度提高国家竞争力。”所以,我们认为有必要从战略高度出发,就工业控制系统中如何在当前进行自主创新,为发展和振兴我国自主的电力电子技术做出贡献等问题进行认真的思考。

  工业控制中的典型应用

  变频调速系统

  在工业控制领域中,大部分使用的是交直流电动机,例如数控机床的伺服电机、轧钢机和矿山牵引、大型鼓风机等等都采用电力电子变频调速技术。变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置,能实现对电机的软起动、变频调速、提高运转精度、提高功率因数等功能。变频器的功能很多,比如优化电机运行,全世界中用电量有60%左右是通过电动机来消耗的,因此变频器在提高电动机的电能利用率上有很大的作用。根据全球著名变频器生产企业ABB的测算,该企业在全球范围内已经安装的变频器每年就能够节省1150亿千瓦时电力,相应减少9700万吨二氧化碳排放,这已经超过芬兰一年的二氧化碳排放量。在一般的工业控制领域,通常场合下的电机调速均采用电力电子技术与电力传动技术,目前该技术已经比较成熟。在异步电动机运行时,需要同步进行调压和调频,使电机在获得良好的运行性能的同时保持控制的灵活性。目前主要通过交-直-交变频调速系统来实现这一目标。但一些高压大功率的应用(中高压高性能电机驱动等)场合,依然是这一领域的技术制高点,仍在进行不断的研究。

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