近年來,隨著電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)的迅速發(fā)展,交流傳動(dòng)與控制技術(shù)成為目前發(fā)展迅速的技術(shù)之一,電氣傳動(dòng)技術(shù)面臨著一場(chǎng)歷史革命,即交流調(diào)速取代直流調(diào)速和計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)取代模擬控制技術(shù)已成為發(fā)展趨勢(shì)。電機(jī)交流變頻調(diào)速技術(shù)是當(dāng)今節(jié)電、改善工藝流程以提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善環(huán)境、推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的一種主要手段。變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速和起制動(dòng)性能,高效率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果,廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點(diǎn)而被國(guó)內(nèi)外為發(fā)展前途的調(diào)速方式。深入了解交流傳動(dòng)與控制技術(shù)的走向,具有十分積極的意義. (一)變頻器的發(fā)展
隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展,直流拖動(dòng)的薄弱環(huán)節(jié)逐步顯露出來。由于換向器的存,直流電機(jī)的維護(hù)量加大,單機(jī)容量、轉(zhuǎn)速以及使用環(huán)境都受到限制。人們開始轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便、價(jià)格低廉的異步電動(dòng)機(jī)。但異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能難以滿足生產(chǎn)的需要。于是,從20世紀(jì)30年代開始,人們致力于交流調(diào)速技術(shù)的研究,然而進(jìn)展緩慢。在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi),直流調(diào)速一直以其優(yōu)異的性能統(tǒng)治著電氣傳動(dòng)領(lǐng)域。20世紀(jì)60年代以后,特別是70年代以來,電力電子技術(shù)、控制技術(shù)和微電子技術(shù)的飛速發(fā)展,使得交流調(diào)速性能可以與直流調(diào)速相媲美。目前,交流調(diào)速已進(jìn)入逐步代替直流調(diào)速的時(shí)代。
我國(guó)變頻器的應(yīng)用
變頻器主要用于交流電動(dòng)機(jī)(異步電機(jī)或同步電機(jī))轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié),是的交流電動(dòng)機(jī)、前途的調(diào)速方案,除了具有的調(diào)速性能之外,變頻器還有顯著的節(jié)能作用,是企業(yè)技術(shù)改造和產(chǎn)品更新?lián)Q代的理想調(diào)速裝置。自上世紀(jì)80年代被引進(jìn)中國(guó)以來,變頻器作為節(jié)能應(yīng)用與速度工藝控制中越來越重要的自動(dòng)化設(shè)備,得到了快速發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。
變頻器與節(jié)能
變頻器產(chǎn)生的最初用途是速度控制,但目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的是節(jié)能。中國(guó)是能耗大國(guó),能源利用率很低,而能源儲(chǔ)備不足。在2003年的中國(guó)電力消耗中,60—70%為動(dòng)力電,而在總?cè)萘繛?.8億千瓦的電動(dòng)機(jī)總?cè)萘恐?,只有不?000萬千瓦的電動(dòng)機(jī)是帶變頻控制的。據(jù)分析,在中國(guó),帶變動(dòng)負(fù)載、具有節(jié)能潛力的電機(jī)至少有1.8億千瓦。因此國(guó)家大力提倡節(jié)能措施,并著重推薦了變頻調(diào)速技術(shù)。
應(yīng)用變頻調(diào)速,可以大大提高電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制精度,使電機(jī)在的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。以風(fēng)機(jī)水泵為例,根據(jù)流體力學(xué)原理,軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。當(dāng)所需風(fēng)量減少,風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí),其功率按轉(zhuǎn)速的三次方下降。因此,精確調(diào)速的節(jié)電效果非常可觀。與此類似,許多變動(dòng)負(fù)載電機(jī)一般按需求來生產(chǎn)電動(dòng)機(jī)的容量,故設(shè)計(jì)裕量偏大。而在實(shí)際運(yùn)行中,輕載運(yùn)行的時(shí)間所占比例卻非常高。如采用變頻調(diào)速,可大大提高輕載運(yùn)行時(shí)的工作效率。因此,變動(dòng)負(fù)載的節(jié)能潛力巨大。
作為節(jié)能目的,變頻器廣泛應(yīng)用于各行業(yè)。以電力行業(yè)為例,由于中國(guó)大面積缺電,電力投資將持續(xù)增長(zhǎng),同時(shí),國(guó)家電改方案對(duì)電廠的成本控制提出了要求,降低內(nèi)部電耗成為電廠關(guān)注焦點(diǎn),因此變頻器在電力行業(yè)有著巨大的發(fā)展?jié)摿Γ绕涫歉邏鹤冾l器和大功率變頻器。
國(guó)內(nèi)的變頻器配套產(chǎn)業(yè)在包括產(chǎn)品技術(shù)、制造以及設(shè)計(jì)方面在內(nèi)與國(guó)外產(chǎn)品相比較依然稍顯薄弱,無法與國(guó)外產(chǎn)品相互比較。
2014年,中國(guó)的中壓變頻器銷量預(yù)計(jì)有所增長(zhǎng),源于各個(gè)行業(yè)對(duì)于中壓變頻器的需求不斷增加。在美洲,尤其是拉丁美洲,美國(guó)和加拿大銷量的持續(xù)走強(qiáng),將帶動(dòng)整個(gè)美洲的銷量。中國(guó)的高壓電頻器市場(chǎng)中,從品牌數(shù)量上說內(nèi)資品牌占70%以上,但只有24%左右。
雖然內(nèi)資品牌的在快速擴(kuò)大,但大部分市場(chǎng)仍被十余個(gè)歐美品牌和日本品牌所占據(jù)。預(yù)計(jì)10年以后,中國(guó)變頻器市場(chǎng)才會(huì)達(dá)到飽和,期間市場(chǎng)的年增長(zhǎng)速度將保持在15%以上。未來五年內(nèi)各個(gè)行業(yè)對(duì)于中壓變頻器的需求,將會(huì)引導(dǎo)出一個(gè)不同的中壓變頻器市場(chǎng)。在充滿挑戰(zhàn)的經(jīng)濟(jì)環(huán)境下,推動(dòng)這些變化將比以往任何時(shí)候都更加重要。
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