高压变频器应用高功率、小型化和可靠性酝酿新突破

时间：2012-04-09 09:51:27    第一对焦：ABB

　　随着工业领域对节能和工艺改善需求的提升，国内高压变频器行业正在经历着年均12%到15%的高速增长。在应用领域，高压变频器正在向高功率、轻便化、高效能、通讯多样化和集成化等方向发展。为了准确把握高压变频器市场的发展态势，本刊自3月份开始，将邀请行业内的部分代表厂家，分两期重点探讨高压变频器行业的未来发展趋势，以飨读者。

　　高功率、小型化和可靠性

　　在高压变频器的应用领域中，电力、石油、冶金等许多行业对变频器的功率容量提出了越来越高的要求，更高功率的高压变频器产品已经成为技术发展的一个重点方向，甚至超大功率产品的研发也已经提上日程。另外，面对通常出现的一些较大项目安装空间狭小、受场地限制的变频改造需求，高压变频器产品也在逐渐向小型化和轻型化方向发展。

　　北京动力源科技股份有限公司节能事业部副总经理褚立峰介绍说，该公司目前的产品功率容量已达到15MW，但目前在现场实际应用的最大容量只有10MW，接下来的研发目标是30MW，功率单元从30A到2000A。褚总分析说，变频器技术本身就存在一个从低压向高压、从小功率向大功率转变的技术发展过程，体现在产品发展趋势上就是变频器产品的功率越来越大，适用于更大规模的电机的节能调速需求。近年来，随着国内电力电子技术的发展，尤其是高电压、大电流的SCR/GTO/IGBT/IGCT等器件的生产及并联、串联技术的运用，使高电压大功率变频器产品的生产及应用成为现实。

　　另外，动力源最近还研发生产了HINV-AMCX系列异步电机用小型化产品。该产品系列拥有多项专利技术，具有功率密度高、可靠性强、体积轻巧、可一体化运输、维护便捷等特点。

　　国内高压变频器知名企业北京利德华福电气技术有限公司产品设计部经理张钊指出，随着高压变频器技术的不断成熟，客户对节能和工艺改善方面的变频改造需求不断增加，为高压变频器行业带来市场机遇的同时，也带来了前所未有的挑战，为了适应更高可靠性、更广泛工艺工况、更大功率等级以及符合更多国家和地区特殊电压等级的要求，需要不断地提升高压变频器的设计、制造水平。

　　当然，对产品进行升级改进和扩容，都必须建立在产品可靠性的基础上。变频器的出现为工业领域的工艺改善和节能起到了不可替代的作用，但由于机器的工作恶劣环境和工况要求高，质量水平一般的变频器给设备带来的很可能是麻烦，而不是改善。

　　据介绍，利德华福高压变频调速系统的可靠性设计措施包括：控制系统由主控单元、SCHNEIDER或SIEMENSPLC、中文操作界面组成；控制器采用VME标准箱体结构，各控制单元板采用FPGA、CPLD等大规模集成电路和表面焊接技术；电源系统采用开关电源技术，各部分功能单元采用独立供电措施，保证某一部分发生故障时，其它部分仍能可靠运行，等等。

　　三垦力达（江阴）市场部总监Shelley表示，三垦高压变频器产品在稳定性和可靠性方面要求很高，控制部分采用双电源供电，提高电源稳定性，可实现高压或低压电源短时失电情况下的稳定运行；同时，开关电源也采用双回路设计，即使某个开关电源发生损坏也不会影响整机运行；虽然整机过载率为120%一分钟，但从可靠性考虑，单元按120%过载长时间运行设计。

　　烟台东方科技环保节能有限公司在产品研发、制造和服务的整个生命周期中都始终贯穿着稳定和可靠的理念。副总经理施明贤介绍，其产品核心器件选用原装进口，并经过严格的测试和老化，并自主研发硬件平台，利用32位MCU+DSP+FPGA架构和核心算法FPGA硬件编程实现，引进多条日本、德国原装贴片和波峰焊生产线及自动检测设备，确保电子元器件的贴装无虚焊、粘连。此外，拥有丰富经验的电力系统工程团队，对现场施工、调试具有严格的流程，确保规范操作，减少失误概率，为产品的稳定可靠严把最后一道关口。

　　行业化开发乃重中之重

　　变频器行业经过多年的发展，用户需求的已经不再是一种单纯意义的变频器产品，还包括由变频器延伸出来的有源电力滤波器、同步补偿器等相关配套产品。最大程度地贴近客户，为客户提供成套的供电服务解决方案，进行详细认真的行业化开发，已经成为企业市场策略中的重中之重。

　　利德华福营销副总监兼EPC项目总监刘晓永表示，要做好行业化开发关键是对行业应用的特点要有深入的了解研究，才能解决行业的特殊需求，而煤矿和化工是该公司下一步要重点开发的新行业。

　　该公司产品设计部经理张钊也表示，所有的应用场所对高压变频器的共同要求就是连续运行的可靠性，因此需要尽一切方法来开发出适应各个行业特殊情况的配套产品技术。“比如，利德华福针对火力发电厂开发出了协调控制系统，针对钢铁厂开发出了无扰投切技术和快速加减速相应技术，而针对水泥生产我们的设备还要适应负荷突变的工况。”张钊说。据了解，利德华福为济南钢铁和重钢开发的烧结机主抽风机二拖二同步投切互为备用变频调速系统就是这方面的杰作。

　　三垦力达为包头第二热电厂吸、送风机系统提供的两套6kV/2240kW高压变频设备，不仅可以根据发电量的变化，调整给定频率来实现对吸风机系统风量的快速调节，还考虑了变频器在加减速时间过短造成的过压或过流问题的自适应，大大提高了变频器的动态响应，避免了因吸风机负载惯性较大调整时间过短可能导致的故障。三垦力达市场部总监Shelley告诉记者，该公司高压变频器产品已广泛应用于电力、冶金、水泥、市政供水、石化等行业领域，均取得了很好的节能效果。