1. 引言
近年来,交流变频调速技术在我国有了突飞猛进地发展,变频调速在调速范围、调速精度、动态响应、低速转矩、通信功能、智能控制、功率因素、节约电能、工作效率、使用方便等方面的优异性能,是其它的交流调速方式无法比拟的。它以体积小、重量轻、通用性强、使用范围广、保护功能完善、可靠性高、操作简便等优点www.cechina.cn,深受钢铁、冶金、矿山、石化、医药、食品、纺织、印染、机械、电力、建材、造纸等行业的欢迎,使用变频器后经济效益和社会效益都非常显著。
2. 我国变频器技术的发展概况
随着生产技术的不断发展,直流拖动的薄弱环节逐步显露出来。由于换向器的存在,直流电机的维护量加大,单机容量、最高转速以及使用环境都受到限制。人们开始转向结构简单、运行可靠、维护方便、价格低廉的异步电动机。但异步电动机的调速性能难以满足生产的需要。于是,从20世纪30年代开始,人们致力于交流调速技术的研究,然而进展缓慢。在相当长的时期内,直流调速一直以其优异的性能统治着电气传动领域。20世纪60年代以后CONTROL ENGINEERING China版权所有,特别是70年代以来,电力电子技术、控制技术和微电子技术的飞速发展,使得交流调速性能可以与直
我国是一个发展中国家,许多产品的科研开发能力落后于发达国家。随着改革开放,经济高速发展,一个庞大的市场形成了,它既对国内市场开放,同时也对国外公司开放,很多先进的产品从发达国家进口。20世纪80年代末,大连电机厂从日本冬芝公司引进了一条变频器生产线,变频器的型号为130G,功率器件用的是大功率晶体管GTR,CPU是MCS-51芯片,调制方式是SPWM,控制策略是V/F=C,这可能是我国最早有规模的组装国外较先进的变频器,虽然这种变频器在当时不是最好的,但比用可控硅作为功率器件的变频器要先进得多,后者在工业应用中www.cechina.cn,负载过重时启动困难,经常出现功率器件GTR损坏,因此低速转矩和可靠性都较差。同时在我国销售的富士变频器是G5/P5,三垦变频器是SVF,在性能和可靠性上与130G不相上下。20世纪90年代初,台湾普传进入内地,带来的产品是pi89变频器,电源还不是开关电源,功率器件用的是大功率晶体管GTR,CPU是8085芯片,调制方式是SPWM,控制策略是V/F=C。台湾普传在内地的营销策略和其它的厂商不同,它是采用组建合资公司的形式。在不长的时间内,在广阔的国土上,先后组建了庆普、汉普、西普、上普、南普、纺普、普达、普天等合资公司,研发中心设在深圳,后来又在大连建了一个合资厂,这是当时国内最大和最完善的变频器营销网络。各合资公司组装变频器的机箱控制工程网版权所有,主控制板都是在台湾做好后运来的。由于充分的整合国内的资源,台湾普传那几年的销售业绩非常好,pi89变频器成了当时国内变频器市场上的主打产品。由于其它方面的原因,以及后来性能和质量更好的变频器进入我国,pi89变频器市场在不长的时间内很快萎缩,直至被淘汰出局。
从台湾普传进入内地到现在已经过去十多年了,这十多年中,有过很多变频器厂商,前后算来接近百家。近几年,变频器的厂商发生了相当大的变化,进来的快,出去的也快,到现在剩下的也就几十家。另外,在国内还有不少国外和台湾厂商的独资公司、合资公司,如北京ABB.gkcity.com' target='_blank'>ABB、天津SIEMENS、富士、台安、台达等在国内都有独资公司或合资公司。在组装变频器的过程中,我国技术人员有机会接触变频器的先进技术和管理方法,这些人员成了国内变频器技术一支重要力量。市场竞争成就了国内几家大公司的崛起,如华为、森兰。作为国内最大的变频器制造商,森兰从做V/F控制的变频器开始,逐步完善和提高变频技术,通过多年的技术实践、积累和对国外先进技术的消化吸收,已经能够开发出具有先进水平转子磁链定向,磁通观测采用自校正算法的矢量控制变频器,实现了磁场和力矩的完全解耦,做到频率为1Hz 时达到200%的额定转矩,即使在零频也有100%的转矩,如SB80系列变频器。由此可见,尽管国内与国外在变频技术上相比还有差距,但已经大大缩小了。
3. 国内变频技术的现状和发展前景
国内已经有较多的变频器生产厂,但大部分的产品都是V/F控制和电压空间矢量控制变频器,使用在调速精度和动态性能要求不高的负载上应该没有问题。工业应用中绝大部分都是这种负载,变频器在