变频技术发展值得期待

变频技术发展值得期待

    新的电力电子器件的不断出现，促使变频技术日新月异，不断更新。变频技术的迅速发展建立在电力电子技术的创新、电力电子器件及材料的开发及器件制造工艺水平不断提高的基础之上。目前，市场上新型变频器品牌繁多，各有千秋。

　　市场情况

　　我国中压大功率变频器市场潜力巨大。据权威预测,在今后十五年内，我国变频器总投资额在500亿元以上，其中60%~70%是中压大功率变频器。

　　然而，目前我国中压变频技术仍没有形成产业化，技术落后于国外发达国家。世界上各大知名电气公司，如西门子、ABB、东芝等，都在这一领域展开激烈的竞争。他们投入大量的人力、物力和财力，不断开发研制高性能的产品，以抢占我国中压大功率变频器的市场。

　　我国的高压变频器市场具有其特殊性。高压变频器市场行业性很强，主要集中在冶金、电力、供水、石油、化工、煤炭等行业。高压变频器属投资类设备，主要用于节能和改善生产工艺。目前，全国各行业中只有少数企业的高压电机使用了调速方式，市场空白点很多。

　　技术现状

　　交—交变频是早期变频的主要形式，适应于低转速大容量的电动机负载，其主电路开关器件处于自然关断状态，不存在强迫换流问题，所以第一代电力电子器件晶闸管就能完全满足它的要求。由于其技术成熟，在国内开发研制也最多，目前在国内仍有一定的市场。 来源:www.tede.cn

　　但是，交—交变频在其主接线中需要大量的晶闸管，结构复杂，维护工作量较大。同时，因采用移相控制方式，功率因数较低，而且谐波成分大，需要无功补偿和滤波装置，使总的造价提高。

　　交—直—交变频采用了多种拓扑结构，如中—低—中方式，其实质是低压变频，只不过从电网和电动机两端来看是高压。由于存在中间低压环节，所以具有电流大、结构复杂、效率低、可靠性差等缺点。此类变频发展较早，技术也比较成熟，目前广泛应用。随着中压变频技术的发展，特别是新型大功率可关断器件的研制成功，中—低—中方式将被逐步淘汰。

　　由于直接中压变频方式没有低压环节，有着广阔的发展前景。

　　发展动向

　　未来变频技术的发展方向包括单元串联多电平技术、功率母线技术、微机控制和人工智能技术等。

　　单元串联多电平技术在谐波、效率和功率因数等方面存在优势，在不要求四象限运行时有着较广泛的应用前景。

　　由于功率母线技术存在不少缺点，人们便开发了迭层功率母线。迭层功率母线是基于电磁场理论，把连线做成扁平截面。在同样的截面下，做得越薄越宽，它的寄生电感越小，相邻导线内流过相反的电流，其磁场抵消，也可使寄生电感减小。 来源:www.tede.cn

　　采用微机控制技术可以对变频器进行控制和保护。在控制方面，通过接口电路、外部传感器、微机构成调速传动系统。可通过不同的编码实现多种传动调速功能，如各种频率的设定和执行、启动、运行方式选择、转矩控制设定与运行、加减速设计与运行、制动方式设定和执行等。在保护方面，在外部传感器等设备的配合下，构成完善的检测保护系统，可完成多种自诊断保护方案。

　　运用人工智能技术可形成故障诊断系统，该系统由监控、检测、知识库(故障模式知识库或故障诊断专家系统知识库)、推理机构、人机对话接口和数据库组成。它不仅在故障发生后能准确指出故障性质和部位，且在故障发生前也能预测发生故障的可能性。