【摘要】本文主要介紹了高壓變頻器的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，著重闡述了它的國民經(jīng)濟中的重要作用，以及未來發(fā)展態(tài)勢。

【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代電力電子；功率半導(dǎo)體；高壓變頻器

1  前言

十一五規(guī)劃中，建設(shè)節(jié)約型社會是今后發(fā)展的一項重要內(nèi)容。有效地利用能源、節(jié)約能源是建設(shè)節(jié)約型社會的具體體現(xiàn)。

電動機是公認的耗電大戶，其占整個國民經(jīng)濟用電量的6成以上，對它進行節(jié)能改造，潛力巨大。要建設(shè)節(jié)約型社會，是我們必須要做的工作內(nèi)容。大力推廣變頻調(diào)速技術(shù)是實現(xiàn)這一目標(biāo)的必要手段，它也是交流電動機節(jié)能改造的工作重點。

2   高壓變頻器的發(fā)展背景及其重要意義

隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)及計算機控制技術(shù)的迅速發(fā)展，促進了電氣傳動的技術(shù)革命。交流調(diào)速取代直流調(diào)速，計算機數(shù)字控制取代模擬控制已成為發(fā)展趨勢。交流電機變頻調(diào)速是當(dāng)今節(jié)約電能，改善生產(chǎn)工藝流程，提高產(chǎn)品質(zhì)量，以及改善運行環(huán)境的一種主要手段。變頻調(diào)速以其高效率，高功率因數(shù)，以及優(yōu)異的調(diào)速和啟制動性能等諸多優(yōu)點而被國內(nèi)外公認為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。

以前的高壓變頻器，由可控硅整流，可控硅逆變等器件構(gòu)成，缺點很多，諧波大，對電網(wǎng)和電機都有影響。近年來，發(fā)展起來的一些新型器件將改變這一現(xiàn)狀，如IGBT、IGCT、SGCT等等。由它們構(gòu)成的高壓變頻器，性能優(yōu)異，可以實現(xiàn)PWM逆變，甚至是PWM整流。不僅具有諧波小，功率因數(shù)也有很大程度的提高。

3  國產(chǎn)高壓變頻器的發(fā)展現(xiàn)狀

目前，在國內(nèi)有大量的低壓變頻器廠商，其大部分為AC380V的中小功率產(chǎn)品，而在高壓大功率變頻器方面，卻為數(shù)不多。能夠研制、生產(chǎn)、并提供服務(wù)的高壓變頻器廠商，僅有少數(shù)的具備科研能力或資金實力的個別企業(yè)。

國內(nèi)僅有少部分的中、高壓電機進行了變頻調(diào)速改造，且普通采用V/f控制方式。高壓變頻器的品種和性能還處于發(fā)展階段，每年市場仍需大量進口。這些狀況主要表現(xiàn)在如下幾個方面：

①國外各大品牌的產(chǎn)品正加緊占領(lǐng)國內(nèi)市場，并加快了本地化的步伐。

②具有研發(fā)能力和產(chǎn)業(yè)化規(guī)模的企業(yè)少。

③國產(chǎn)高壓變頻器的功率等級較低，目前不超過3500KW。

④國內(nèi)高壓變頻器的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還有待規(guī)范。

⑤與高壓變頻器相配套的產(chǎn)業(yè)很不發(fā)達。

⑥生產(chǎn)工藝落后，勉強滿足變頻器產(chǎn)品的技術(shù)要求，但是價格低廉。

⑦變頻器中使用的功率半導(dǎo)體，驅(qū)動電路，電解電容等關(guān)鍵器件完全依賴進口。

⑧與發(fā)達國家的技術(shù)差距在縮小，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品正應(yīng)用在國民經(jīng)濟中。

⑨已經(jīng)研制出具有瞬時掉電再恢復(fù)、故障再恢復(fù)等功能的變頻器。

⑩能夠進行四象限運行的高壓變頻器尚在研究與開發(fā)中。

4  國外高壓變頻器的發(fā)展現(xiàn)狀

國外各大品牌的變頻器生產(chǎn)商，均形成了系列化的產(chǎn)品，其控制系統(tǒng)也已實現(xiàn)全數(shù)字化。幾乎所有的產(chǎn)品均具有矢量控制功能，完善的工藝水平也是國外品牌的一大特點。目前，在發(fā)達國家，只要有電機的場合，就會同時有變頻器的存在。其現(xiàn)階段發(fā)展情況主要表現(xiàn)如下：

①技術(shù)開發(fā)起步早，并具有相當(dāng)大的產(chǎn)業(yè)化規(guī)模。

②能夠提供特大功率的變頻器，目前已超過10000KW。

③變頻調(diào)速產(chǎn)品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)比較完備。

④與變頻器相關(guān)的配套產(chǎn)業(yè)及行業(yè)初具規(guī)模。

⑤能夠生產(chǎn)變頻器中的功率器件，如IGBT、IGCT、SGCT等。

⑥高壓變頻器在各個行業(yè)中被廣泛應(yīng)用，并取得了顯著的經(jīng)濟效益。

⑦產(chǎn)品國際化，當(dāng)?shù)鼗觿　?/p>

⑧新技術(shù)，新工藝層出不窮，并被大量的、快速的應(yīng)用于產(chǎn)品中。

⑨目前，沒有10KV產(chǎn)品。

5  高壓變頻器的未來發(fā)展態(tài)勢

交流變頻調(diào)速技術(shù)是強弱電混合，機電一體的綜合技術(shù)，既要處理巨大電能的轉(zhuǎn)換（整流、逆變），又要處理信息的收集、變換和傳輸，因此它必定會分成功率和控制兩大部分。前者要解決與高壓大電流有關(guān)的技術(shù)問題，后者要解決的軟硬件控制問題。因此，未來高壓變頻調(diào)速技術(shù)也將在這兩方面得到發(fā)展，其主要表現(xiàn)為：

①高壓變頻器將朝著大功率，小型化，輕型化的方向發(fā)展。

②高壓變頻器將向著直接器件高壓和多重疊加（器件串聯(lián)和單元串聯(lián)）兩個方向發(fā)展。

③更高電壓、更大電流的新型電力半導(dǎo)體器件將應(yīng)用在高壓變頻器中。

④現(xiàn)階段，IGBT、IGCT、SGCT仍將扮演著主要的角色，SCR、GTO將會退出變頻器市場。

⑤無速度傳感器的矢量控制、磁通控制和直接轉(zhuǎn)矩控制等技術(shù)的應(yīng)用將趨于成熟。

⑥全面實現(xiàn)數(shù)字化和自動化：參數(shù)自設(shè)定技術(shù)；過程自優(yōu)化技術(shù)；故障自診斷技術(shù)。

⑦應(yīng)用32位MCU、DSP及ASIC等器件，實現(xiàn)變頻器的高精度，多功能。

⑧相關(guān)配套行業(yè)正朝著專業(yè)化，規(guī)?；l(fā)展，社會分工將更加明顯。

6  結(jié)束語

建設(shè)節(jié)約型社會是全人類的事業(yè)，高效地利用能源，是本世紀(jì)必須要解決的問題。關(guān)注高壓變頻器的發(fā)展?fàn)顩r，就是關(guān)注節(jié)能事業(yè)的發(fā)展。