能源短缺和環(huán)境污染是人類當(dāng)前面臨的共同的世紀(jì)性難題。上世紀(jì)70年代以來兩次世界性的能源危機以及當(dāng)前環(huán)境問題的嚴(yán)重性裙士,引起世界各國對節(jié)能技術(shù)的廣泛關(guān)注愤芝。我國能源生產(chǎn)和消費已列世界第二斜姥,但仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了工業(yè)生產(chǎn)和人民生活發(fā)展的需要嘹券,在能源十分緊張的情況下,卻因為在節(jié)能方面的巨大差距束咙,造成單位產(chǎn)值能耗太大联缝,每年的能源浪費驚人。如相當(dāng)一部分的風(fēng)機邓樟、水泵類負(fù)載缸秀,由于采取恒速驅(qū)動,浪費掉大量的電能役默。這類拖動系統(tǒng)約占工業(yè)電力拖動總量的一半珍霉,如果采用調(diào)速節(jié)能技術(shù)則至少可節(jié)約20%以上的電能。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)都璃,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)上嘿杖。其中一項重要措施就是要逐步實現(xiàn)電動機、風(fēng)機以舒、泵類設(shè)備和系統(tǒng)的經(jīng)濟運行趾痘,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)濟快速蔓钟、健康永票、持續(xù)的發(fā)展。
此外滥沫,大量的煤炭侣集、石油沒有經(jīng)過深加工就被燒掉,不但熱利用率低兰绣,還造成對環(huán)境的嚴(yán)重污染世分。目前,汽車廢氣排放過度已造成全球性的溫室效應(yīng)缀辩,也是造成北京地區(qū)空氣污染的主要原因之一臭埋。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)及電動汽車臀玄,高速電氣化列車則是實現(xiàn)城際快速交通的首選瓢阴,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)。此外盹躬,在軋鋼狐兴、造紙、水泥制造恐程、礦井提升伦捐、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)。此時隘唁,交流調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用不但可達(dá)到節(jié)能的目的敌灰,還可實現(xiàn)整個系統(tǒng)的性能最佳舶抚,改善工藝條件,并大大提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量甥晦。
從目前掌握的資料和市場上提供的大容量調(diào)速產(chǎn)品可以看到寄硬,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48.5億美元敢亥。其中歐洲响徒、中東和非洲總共占39%,日本占27%梳命,北美占21%丹禀,亞洲12%,最后是拉丁美洲的1%鞋怀。從系統(tǒng)功率的銷售分布看双泪,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%密似,5~40kW系統(tǒng)則占總銷售額的26%焙矛。但是隨著以IGBT、IGCT為代表的新型復(fù)合器件耐壓残腌、電流和開關(guān)性能的迅速提高村斟,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抛猫。
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)走在我們前面蟆盹,已有MV·A級的高壓逆變器產(chǎn)品大量投入市場,并應(yīng)用于電力機車闺金、船艦電力推進逾滥、軋鋼、造紙及供水等系統(tǒng)中掖看,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(dá)國家的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)匣距。目前我國大冷泵、中容量交流調(diào)速系統(tǒng)的研制工作起步較晚馁捌,很多必需的場合均為國外產(chǎn)品所占領(lǐng)。
因此傀脑,研制性能可靠往蚕,價格便宜的大、中容量高性能交流電機變頻調(diào)速系統(tǒng)茅苏,并盡快投入批量生產(chǎn)纱栓,對促進國民經(jīng)濟發(fā)展,實現(xiàn)經(jīng)濟增長方式轉(zhuǎn)變推兄,降低單位
產(chǎn)值能耗韭惧,打破西方國家在此領(lǐng)域的壟斷地位斟拘,都將具有重要的戰(zhàn)略和現(xiàn)實意義。
由于在功率器件研制及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方面取得的突破性進展哀姿,大容量交流電機調(diào)速技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)著嶄新的面貌拾撇,蘊藏著巨大的發(fā)展機遇。
傳統(tǒng)大功率逆變電路由于體積大鹰幌,性能差狂秦,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推捐。而新型多電平逆變器由于具有動態(tài)性能好裂问,對電網(wǎng)和電機產(chǎn)生的諧波較少,可以升高電壓等優(yōu)點牛柒,受到越來越多的重視堪簿。當(dāng)PWM技術(shù)應(yīng)用于多電平逆變器時,產(chǎn)生一些改進方案皮壁,對高性能大容量逆變器的應(yīng)用起了重要作用戴甩。
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)速對象為主闪彼,高壓甜孤、高效的變頻調(diào)速裝置以進口為主。面對節(jié)能畏腕、改善工藝的迫切需求和巨大的市場前景缴川,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。然而描馅,困難與希望同在把夸,挑戰(zhàn)與機遇共存。國際上具有生產(chǎn)脸夸、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尉武,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)期油,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)品源洒。而我國是一個新興的發(fā)
發(fā)展中國家,盡管在老技術(shù)方面有一些投資须拒,但投資相對較小赘眼,包袱不大,可以馬上轉(zhuǎn)入最新技術(shù)的開發(fā)和利用玛繁,借鑒別人的經(jīng)驗发钞,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鞋倔,在某些方面甚至還可以超過他們老玲。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)已成熟除呵,國內(nèi)只要在體制改革唉锌、生產(chǎn)管理和經(jīng)營決策方面走上軌道,其發(fā)展前途不可限量竿奏。
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