導言:從1949到2009,六十年在歷史的長河中只不過是彈指一揮間,中華兒女卻用一個甲子的輪回書寫了一部充滿智慧及奮進的史詩巨作,用自己的堅強脊梁挺起了中國震蕩環宇的磅礴氣勢。變頻器在上世紀六十年代問世,在我國的迅速發展卻是在最近的十幾年,在共和國六十周...。
早在20世紀40年代在國外就已誕生了異步電動機的變頻調速技術,不過那時的變頻器是由直流電動機-同步發電機組成的變頻機組,50年代在我國的膠片廠等易燃車間已經采用了變頻機組實現交流調速。60年代在國際上才出現用電力電子器件組成的靜止變頻器,1963年,上海整流器廠就已研制出國內第一只可控硅,比當時的日本還要早一年。1965年,我國開始了研究可控硅變頻器。直到80年代,國內許多高等學校和研究院所積極開發GTR變頻器,后期更進一步研制了IGBT變頻器,并將技術轉讓給企業生產,但由于沒有自動化生產線而無法生產出高可靠性的變頻器。90年代中期,國外生產的變頻器陸續進入中國市場,改革開放的不斷深入也使國外的生產設備迅速涌入中國,國產變頻器廠家紛紛崛起,國產的VVVF通用變頻器才開始涌現。最近十年,采用無速度傳感器控制的矢量控制和直接轉矩控制系統的高動態性能變頻控制技術逐漸升溫,是否具備無速度傳感器控制技術成為高性能通用變頻器和一般通用變頻器的分水嶺。然而在很長的一段時間里,雖然變頻器已經在中國大地遍地開花,但其核心器件IGBT始終依賴進口,成為制約國產變頻器發展的瓶頸。近年來,多位在國外有豐富研制IGBT經驗的專家回國辦廠,使國內企業具備了IGBT和MOEFET的制造技術,完整的變頻器產業鏈才開始形成。
馬小亮:我與交-交變頻技術在中國
上世紀八十年代,電氣傳動領域出現了一項重大突破,在軋機主傳動和礦井提升等大功率、高性能要求的關鍵場合用交-交變頻器調速取代傳統直流調速獲得成功。中國連續從德國西門子公司引進5套此類高端設備。1986年,馬老赴西門子學習交-交變頻技術,發現它無論從設備的容量,還是從系統的復雜程度上看都是前所未見的,非常值得在國內推廣。1987年馬老回國后,積極展開宣傳,獲得了國家的大力支持并組織攻關,終于在上世紀九十年代初由天津電氣傳動研究所和冶金自動化研究院分別研制成功并順利投入運行。當時馬老在想,這樣關鍵的重大技術裝備,在技術飛速發展的今天能有10年的壽命,上幾十套就不錯了,卻不曾想它至今生命力旺盛,每年都有幾十套訂單,總量達幾百套。當年是幾年做一套,現在是一年做十幾套,如此顯著的差距,是近年經濟飛速發展的最有力證明。
李永東:我與變頻器的幾個第一次
1980年在哈爾濱工業大學,我第一次聽說恒壓頻比(VVVF)控制,在1985年做博士論文期間,發現了電壓定向矢量控制規律。1984年初,在法國老師帶領參觀實驗室時,第一次看到了實際的變頻器。1985年,我第一次接觸到了矢量控制,并于矢量控制結下了不解之緣。從1991年開始,我開始了長達十幾年的直接轉矩控制研究。1988年回國之初,我開始了實驗室第一臺VVVF變頻器的研制工作,研制成功后再和平賓館連續運行了24小時并開了鑒定會。1996年,我們與北京凱奇公司合作開發高壓大容量變頻器技術,雖然很多人認為是異想天開,但是經過我們的刻苦鉆研,很快申請了自己的高壓變頻器技術專利,并于1998年通過技術鑒定,投入試運行。從此,一個高壓變頻器的國產化時代在我們手中拉開帷幕。目前,國內大約已經有二十幾家企業有能力生產高壓變頻器,國產品牌占市場的50%以上。
變頻器十大關鍵詞
增長
根據本刊調查統計,中國變頻器市場2008年為120多億,品牌數量達220多家,裝機容量為3000多萬kW。在過去的十幾年中,國內變頻器市場保持著12%~15%的增長率,雖然2008年全球經濟遭受了嚴重的沖擊,中國的變頻器市場仍然保持了10%左右的增長。
國產化
進入21世紀,國產變頻器得到了前所未有的發展,國產變頻企業到現在已超過100多家,并且在技術上也有了很大的進步。
本土化
過去十幾年的中國變頻器行業,外資企業大面積搶灘中國,在本土化上作了很多卓有成效的努力。國內變頻器行業的飛速發展與外資企業的本土化戰略密不可分。
矢量控制
矢量控制是將交流電機空間磁場矢量的方向作為坐標軸的基準方向,通過坐標變換將電機定子電流正交分解為與磁場方向一致的勵磁電流分量和與磁場方向垂直的轉矩電流分量,然后就可以像直流電機一樣控制。矢量控制理論的提出為交流調速開辟了廣闊的空間。
直接轉矩控制
直接轉矩控制結構簡單、控制信號處理的物理概念明確、系統的轉矩響應迅速且無超調,是一種具有高性能的新型交流調速控制方式。直接轉矩控制完成了交流調速的又一次飛躍。
高壓變頻器
在變頻器業界內有這樣一種說法,誰擁有高壓變頻器技術優勢,誰就將在變頻器行業乃至工控領域占有一席之地。目前,國內已經有十幾家企業有能力生產高壓變頻器,國產品牌約占市場的50%以上。
矩陣變頻器
矩陣式交-交變頻器能實現功率為1,輸入電流為正弦且能四象限運行,系統的功率密度大,并能實現輕量化。然而輿論卻認為:盡管矩陣變頻器具有非常誘人的前景,但由于成本太大,目前無法進行商業化應用。
并購與整合
國外巨頭將目光鎖定在一些競爭力較強的國內變頻器制造商,通過并購的方式快速進入中國市場或鞏固其在亞太地區乃至全球產業鏈中的地位。國內部分變頻器企業也通過構筑聯盟等方式,擴大其在產業中的競爭力。
節能
2008年4月1日,新的能源法正式施行,它在法律層面將節約資源確定為中國的基本國策。作為節能的最直接產品,變頻器的發展遇到了一個難得的良好機遇。
國際化
隨著經濟全球化、一體化的深入發展,中國變頻器行業在積極“引進來”的同時,一批優秀企業也在積極地“走出去”。2008年的經濟危機使全球的經濟都受到了重創,用戶越來越注重產品性價比,這為中國變頻器企業“走出去”創造了前所未有的機會。