国产高压变频产业崛起,二线品牌质量还待提高-专业自动化论坛-中国工控网论坛

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注册：2007年12月19日

发表于：2007-12-19 21:32:00

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2007年,是我国经济高速发展的一年，也是节能减排攻坚战的一年。众所周知，我国的单位GDP所消耗的能源一直据高不下，分别是日本11.5倍，美国的4.3倍。而由于我国国情所限，消耗的能源又以高污染的煤为主，高能源消耗同时带来了高污染。节能减排成为了建设节能环保型和谐社会的重要政府举措之一。

我国工业能源消费占全国能源总消费量的70％以上，而大容量电机负载的能源消费又占工业能源消费的85%左右。因而使用高压变频器对各类工况的电机进行节能改造越来越成为各行业所青睐的选择。

五年前，由于高压电力电子器件的局限及高压变频技术在国内研究较晚，高压变频器市场尚被少数几个国外企业所瓜分。如今，随着高压功率器件如IGBT、IGCT等的广泛应用以及高压变频技术在国内的深入研究，国产高压变频器厂商群雄并起，并且在可靠性、操作性及功能等方面逐步和国外知名厂家不相上下，而在服务及价格上更是相比国外厂家颇有优势。那么，国内众多高压变频器厂家的技术特点以及在现场工况实际运行的情况又如何呢？带着这个疑问，笔者跟随数名变频器技术爱好者一行对江苏、浙江、山东、湖北、广东等省的数十个使用了高压变频进行节能改造的应用案例进行了实地现场考察访问。

本次实地考察的行业涉及电力、冶金、建筑及化工；在现场所考察的高压变频器厂家有北京、上海、山东、湖北及广东等地的十多家。通过本次实地考察发现，目前国内外高压变频器的主流技术可概括为以下的几种类别：

[b]国内外高压变频器按技术路线分类[/b]

[b]交-交类高压变频器[/b]
可四象限运行；电机功率因数可为cosφ=1；极佳的低速性能
低速时功率因数低；最大输出频率为电源频率的1/n；最大转速<500r/m；网侧谐波大

[b]交直交类高压变频器[/b]
电流源型变频器
负载换向式（晶闸管）高压变频器（LCI）
直流转动特性；功率无限制；对电网无短路加载现象；可以四象限运行
低速下须采用断流换向；功率因数与转速有关；过载能力差只有1.5～2倍

[b]采用自关断器件（GTO或SGCT）的高压变频器[/b]
采用合适的PWM脉冲形式时可得到很低的转矩脉动；输出频率高，可达220Hz；电机的损耗小
输入电流谐波大；对电网电压的波动较为敏感，电压下降15％时会保护停机；对电动机的负载特性敏感，现场调试非常麻烦

[b]电压源型变频器[/b]
功率器件直接串联二电平高压变频器
功率器件较少，控制简单
器件串联对器件参数的一致性要求很高,且带来均压问题，使得可靠性较低；二电平输出的dv/dt会对电机的绝缘造成危害；谐波成分大

[b]中性点钳位三电平高压变频器[/b]
逆变器的结构简单，体积小，成本低，使用功率器件数量最少
对IGCT或IGBT的耐压水平要求很高；谐波及dv/dt较大;不易实现冗余设计

[b]单元串联多电平高压变频器[/b]
技术成熟可靠;对功率器件要求最低;谐波最小,不需输入输出滤波器;功率单元可做成模块化,容易维护以及实现冗余;
不易实现能量回馈及四象限运行

[b]多电平+多重化高压变频器[/b]
器件少、损耗低、体积小、不需输入输出滤波器,无价格优势、器件数量不占明显优势、控制复杂

目前，欧美由于4.2kV电机较多，因而以中性点钳位的三电平高压变频器较为常用（典型产品有西门子的MV系列），而国内市场，则由于电机电压多为6kV及10kV，因此以采用了单元串联技术的高压变频器最为普及。从容量上看，国内高压变频器（湖北三环产）目前已经可做到6kV/3200kW（散热为强制风冷）或10kV/5000kW等级，和国外厂家（采用同样拓扑技术）的产品基本相当。

通过本次实地考察及和各厂家专工的访谈还发现，大部分应用业绩在200台以上的国产高压变频器厂商所提供的设备在功能和性能上基本能和国外同行产品相当，在现场运行的可靠性及稳定性也均能满足用户要求。如东方日立、湖北三环、利德华福等厂家均在访谈中得到用户的好评。而少数应用业绩尚只有数台或数十台的变频器厂家，则由于技术积累不够及应用经验暂缺乏的原因，在可靠性上尚不尽如人意，如笔者在湖北襄樊某知名水泥厂通过和现场技术人员交谈得知，该厂在窑头排风机上应用的襄樊某厂高压变频器，在数日前曾因烧变压器引发故障而跳机，对正常生产造成了相当大的影响。而类似的生产事故，在二线高压变频品牌的应用当中都时有发生。

结语，我国节能产业在建设节能环保型和谐社会的实际需求以及政策推动下方兴未艾。国内众高压变频器制造厂家应运而生，从制造规模和技术实力来说虽还参差不齐，可喜的是有相当部分厂家的产品已能和国外高压变频器同台竞争。各应用厂家在应用高压变频节能降耗时，还需擦亮眼睛，仔细鉴别。

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