淺談高性能大容量交電機(jī)流電機(jī)節(jié)能技術(shù)的發(fā)展

時(shí)間：2019-12-05 10:00

     我國(guó)“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(diǎn)則放在推行量大面廣的節(jié)能技術(shù)上。其中一項(xiàng)重要措施就是要逐步實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備和系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，發(fā)展電機(jī)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(fèi)彈性系數(shù)和較大的節(jié)能量來(lái)長(zhǎng)期支持國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速、健康、持續(xù)的發(fā)展。此外，大量的煤炭、石油沒(méi)有經(jīng)過(guò)深加工就被燒掉，不但熱利用率低，還造成對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重污染。目前，汽車廢氣排放過(guò)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(dòng)汽車，高速電氣化列車則是實(shí)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(lái)和微電子技術(shù)并駕齊驅(qū)飛速發(fā)展起來(lái)的一門新技術(shù)———現(xiàn)代電力電子及交流電機(jī)傳動(dòng)技術(shù)。此外，在軋鋼、造紙、水泥制造、礦井提升、輪船推進(jìn)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(jī)調(diào)速系統(tǒng)。此時(shí)，交流調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用不但可達(dá)到節(jié)能的目的，還可實(shí)現(xiàn)整個(gè)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(chǎng)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(jī)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(chǎng)，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(kāi)關(guān)性能的迅速提高，大容量交流電機(jī)調(diào)速技術(shù)必將獲得飛速的發(fā)展和長(zhǎng)足的進(jìn)步，其市場(chǎng)前景十分鼓舞人心。

　　國(guó)外在高性能大容量交流電機(jī)傳動(dòng)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(jí)的高壓逆變器產(chǎn)品大量投入市場(chǎng)，并應(yīng)用于電力機(jī)車、船艦電力推進(jìn)、軋鋼、造紙及供水等系統(tǒng)中，交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)及其產(chǎn)品已成為一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。目前我國(guó)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(chǎng)合均為國(guó)外產(chǎn)品所占領(lǐng)。

　　因此，研制性能可靠，價(jià)格便宜的大、中容量高性能交流電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)，并盡快投入批量生產(chǎn)，對(duì)促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式轉(zhuǎn)變，降低單位

　　產(chǎn)值能耗，打破西方國(guó)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(shí)意義。

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

　　目前我國(guó)電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)的特點(diǎn)是以低壓、小容量調(diào)速對(duì)象為主，高壓、高效的變頻調(diào)速裝置以進(jìn)口為主。面對(duì)節(jié)能、改善工藝的迫切需求和巨大的市場(chǎng)前景，國(guó)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(jī)遇共存。國(guó)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?cè)陔娏﹄娮蛹夹g(shù)發(fā)展的過(guò)程中一直是按部就班進(jìn)行的，形成了從功率半導(dǎo)體器件到整機(jī)生產(chǎn)的全套工業(yè)環(huán)節(jié)，市場(chǎng)慣性和企業(yè)本身的龐大機(jī)構(gòu)使得他們不會(huì)馬上轉(zhuǎn)產(chǎn)全新的產(chǎn)品。而我國(guó)是一個(gè)新興的發(fā)

　　發(fā)展中國(guó)家，盡管在老技術(shù)方面有一些投資，但投資相對(duì)較小，包袱不大，可以馬上轉(zhuǎn)入最新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和利用，借鑒別人的經(jīng)驗(yàn)，跨過(guò)他們已經(jīng)走過(guò)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(jìn)國(guó)家的差距，在某些方面甚至還可以超過(guò)他們。從目前看，大容量交流電機(jī)調(diào)速技術(shù)應(yīng)用的時(shí)機(jī)業(yè)已成熟，國(guó)內(nèi)只要在體制改革、生產(chǎn)管理和經(jīng)營(yíng)決策方面走上軌道，其發(fā)展前途不可限量。
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