1　前言

十一五規(guī)劃中，建設(shè)節(jié)約型社會(huì)是今后發(fā)展的一項(xiàng)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(huì)的具體體現(xiàn)。

電動(dòng)機(jī)是公認(rèn)的耗電大戶，其占整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)用電量的6成以上，對(duì)它進(jìn)行節(jié)能改造，潛力巨大。要建設(shè)節(jié)約型社會(huì)，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(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的必要手段，它也是交流電動(dòng)機(jī)節(jié)能改造的工作重點(diǎn)。

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(jì)算機(jī)控制技術(shù)的迅速發(fā)展，促進(jìn)了電氣傳動(dòng)的技術(shù)革命。交流調(diào)速取代直流調(diào)速，計(jì)算機(jī)數(shù)字控制取代模擬控制已成為發(fā)展趨勢(shì)。交流電機(jī)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(yùn)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(dòng)性能等諸多優(yōu)點(diǎn)而被國(guó)內(nèi)外公認(rèn)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(diǎn)很多，諧波大，對(duì)電網(wǎng)和電機(jī)都有影響。近年來(lái)，發(fā)展起來(lái)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(shí)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(guó)產(chǎn)高壓變頻器的發(fā)展現(xiàn)狀

目前，在國(guó)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(shí)力的個(gè)別企業(yè)。

國(guó)內(nèi)僅有少部分的中、高壓電機(jī)進(jìn)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(chǎng)仍需大量進(jìn)口。這些狀況主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

① 國(guó)外各大品牌的產(chǎn)品正加緊占領(lǐng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，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(guó)產(chǎn)高壓變頻器的功率等級(jí)較低，目前不超過(guò)3500KW。

④ 國(guó)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(dá)。

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

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

⑧ 與發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)差距在縮小，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品正應(yīng)用在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中。

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

⑩ 能夠進(jìn)行四象限運(yùn)行的高壓變頻器尚在研究與開(kāi)發(fā)中。

4　國(guó)外高壓變頻器的發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)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(shí)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(guó)外品牌的一大特點(diǎn)。目前，在發(fā)達(dá)國(guó)家，只要有電機(jī)的場(chǎng)合，就會(huì)同時(shí)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(kāi)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(guò)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(gè)行業(yè)中被廣泛應(yīng)用，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

⑦ 產(chǎn)品國(guó)際化，當(dāng)?shù)鼗�加劇�?/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(méi)有10KV產(chǎn)品。

5　高壓變頻器的未來(lái)發(fā)展態(tài)勢(shì)

交流變頻調(diào)速技術(shù)是強(qiáng)弱電混合，機(jī)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(huì)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(wèn)題，后者要解決的軟硬件控制問(wèn)題。因此，未來(lái)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(gè)方向發(fā)展。

③ 更高電壓、更大電流的新型電