淺談高性能大容量交電機流電機節(jié)能技術(shù)的發(fā)展

時間：2019-12-05 10:00

     我國“十一五”規(guī)劃提出了不斷提高能源利用效率和效益的節(jié)能目標(biāo)，而節(jié)能工作的重點則放在推行量大面廣的節(jié)能技術(shù)上。其中一項重要措施就是要逐步實現(xiàn)電動機、風(fēng)機、泵類設(shè)備和系統(tǒng)的經(jīng)濟運行，發(fā)展電機調(diào)速節(jié)電和電力電子節(jié)電技術(shù)，只有這樣才能以較低的能源消費彈性系數(shù)和較大的節(jié)能量來長期支持國民經(jīng)濟快速、健康、持續(xù)的發(fā)展。此外，大量的煤炭、石油沒有經(jīng)過深加工就被燒掉，不但熱利用率低，還造成對環(huán)境的嚴(yán)重污染。目前，汽車廢氣排放過度已造成全球性的溫室效應(yīng)，也是造成北京地區(qū)空氣污染的主要原因之一。解決城市環(huán)境污染和交通擁擠的重要途徑是發(fā)展高速公共交通工具(地鐵，城市輕軌)及電動汽車，高速電氣化列車則是實現(xiàn)城際快速交通的首選，其核心技術(shù)都是上世紀(jì)80年代以來和微電子技術(shù)并駕齊驅(qū)飛速發(fā)展起來的一門新技術(shù)———現(xiàn)代電力電子及交流電機傳動技術(shù)。此外，在軋鋼、造紙、水泥制造、礦井提升、輪船推進器等工業(yè)和民用領(lǐng)域中也應(yīng)廣泛使用大中容量交流電機調(diào)速系統(tǒng)。此時，交流調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用不但可達到節(jié)能的目的，還可實現(xiàn)整個系統(tǒng)的性能最佳，改善工藝條件，并大大提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

　　從目前掌握的資料和市場上提供的大容量調(diào)速產(chǎn)品可以看到，目前每年世界范圍內(nèi)的交流電機調(diào)速系統(tǒng)的硬件，軟件和外圍設(shè)備的總銷售額是48.5億美元。其中歐洲、中東和非洲總共占39%，日本占27%，北美占21%，亞洲12%，最后是拉丁美洲的1%。從系統(tǒng)功率的銷售分布看，小功率的調(diào)速系統(tǒng)仍然支配著市場，1~4kW的調(diào)速系統(tǒng)占了總銷售額的21%，5~40kW系統(tǒng)則占總銷售額的26%。但是隨著以IGBT、IGCT為代表的新型復(fù)合器件耐壓、電流和開關(guān)性能的迅速提高，大容量交流電機調(diào)速技術(shù)必將獲得飛速的發(fā)展和長足的進步，其市場前景十分鼓舞人心。

　　國外在高性能大容量交流電機傳動技術(shù)的研究和應(yīng)用上遠(yuǎn)遠(yuǎn)走在我們前面，已有MV·A級的高壓逆變器產(chǎn)品大量投入市場，并應(yīng)用于電力機車、船艦電力推進、軋鋼、造紙及供水等系統(tǒng)中，交流電機變頻調(diào)速技術(shù)及其產(chǎn)品已成為一些工業(yè)發(fā)達國家的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。目前我國大、中容量交流調(diào)速系統(tǒng)的研制工作起步較晚，很多必需的場合均為國外產(chǎn)品所占領(lǐng)。

　　因此，研制性能可靠，價格便宜的大、中容量高性能交流電機變頻調(diào)速系統(tǒng)，并盡快投入批量生產(chǎn)，對促進國民經(jīng)濟發(fā)展，實現(xiàn)經(jīng)濟增長方式轉(zhuǎn)變，降低單位

　　產(chǎn)值能耗，打破西方國家在此領(lǐng)域的壟斷地位，都將具有重要的戰(zhàn)略和現(xiàn)實意義。

　   傳統(tǒng)大功率逆變電路由于體積大，性能差，并對電網(wǎng)產(chǎn)生較多諧波，因此應(yīng)用領(lǐng)域越來越多地受到限制。而新型多電平逆變器由于具有動態(tài)性能好，對電網(wǎng)和電機產(chǎn)生的諧波較少，可以升高電壓等優(yōu)點，受到越來越多的重視。當(dāng)PWM技術(shù)應(yīng)用于多電平逆變器時，產(chǎn)生一些改進方案，對高性能大容量逆變器的應(yīng)用起了重要作用。

　　目前我國電動機調(diào)速技術(shù)的特點是以低壓、小容量調(diào)速對象為主，高壓、高效的變頻調(diào)速裝置以進口為主。面對節(jié)能、改善工藝的迫切需求和巨大的市場前景，國產(chǎn)高壓大功率變頻器產(chǎn)品的生產(chǎn)還基本上剛剛起步。然而，困難與希望同在，挑戰(zhàn)與機遇共存。國際上具有生產(chǎn)、研制新型大功率變頻調(diào)速裝置能力的均是世界知名的大電工電氣公司，由于他們在電力電子技術(shù)發(fā)展的過程中一直是按部就班進行的，形成了從功率半導(dǎo)體器件到整機生產(chǎn)的全套工業(yè)環(huán)節(jié)，市場慣性和企業(yè)本身的龐大機構(gòu)使得他們不會馬上轉(zhuǎn)產(chǎn)全新的產(chǎn)品。而我國是一個新興的發(fā)

　　發(fā)展中國家，盡管在老技術(shù)方面有一些投資，但投資相對較小，包袱不大，可以馬上轉(zhuǎn)入最新技術(shù)的開發(fā)和利用，借鑒別人的經(jīng)驗，跨過他們已經(jīng)走過的路程。

　　在最新領(lǐng)域取得研究成果的基礎(chǔ)上盡快產(chǎn)業(yè)化，可大大縮短與先進國家的差距，在某些方面甚至還可以超過他們。從目前看，大容量交流電機調(diào)速技術(shù)應(yīng)用的時機業(yè)已成熟，國內(nèi)只要在體制改革、生產(chǎn)管理和經(jīng)營決策方面走上軌道，其發(fā)展前途不可限量。
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