高压变频器PPT.ppt

高压变频器的组成及市场 主电路给异步电动机提供调压频电源的电力交换部分1 电压型 直流转换为交流 直流回路的滤波是电容2 电流型 交流转换为直流 直流回路的滤波是电感 主电路 变频器的组成 变频器是运动控制系统中的功率变换器 它由4部分组成 将工频电源变换成直流功率的整流器 吸收在交流器和逆变器产生的电压脉动的平波回路 以及将直流功率变换为交流功率的逆变器 最后按设定的程序工作 控制输出方波的幅度与脉宽 使叠加为近似正弦波的交流电 驱动交流电动机的控制器 1 整流器 大多使用的是二极管的变流器 将工频电源变换成直流 也可用2组晶体管变流器构成可逆变电流器 由于功率方向可逆 可以进行再生运转 2 平波电路 在整流器整流后的直流电压中 含有电源6倍频率的脉冲电压 此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动 为了抑制电压波动 采用电感和电容吸收脉动电压 流 装置容量小时 如电源和主电路构成量件有余量 可省去电感采用简单的平波回路 3 逆变器 同整流器相反 是由直流 交流 所要求频率的 功率 以确定时间使6个开关器件导通 关断 就可得到三相交流输出 以电压型PWM逆变器为例 开关时间和电压波形 4 控制电流 是给异步电动机供电 电压 频率可调 的主电路提供控制信号的回路 它有频率 电压的 运算电路 主电路的 电压 电流检测电路 电动机的 速度检测电路 将运算电路的控制信号进行放大的 驱动电路 以及逆变器和电动机的 保护电路 组成 运算电路 将外部的速度 转矩等指令同检测电路的电流 电压信号进行比较运算 决定逆变器的输出电压 频率电压 电流检测电路 与主回路电位隔离检测电压 电流等驱动电路 驱动主电路器件的电器 他与控制电路隔离使主电路器件导通 关断速度检测电路保护电路 检测主电路的电压 电流等 当发生过载或过电压等异常时 为了防止逆变器和异步电动机损坏 使逆变器停止或抑制电压 电流值 变频器的作用 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置 能实现对交流异步电机的软起动 变频调速 提高运转精度 改变功率因数 过流 过压 过载保护等功能 国内技术较领先的品牌有汇川 正弦 德瑞斯 英威腾 欧瑞 蓝海华腾 欣灵 紫日 阿尔法 上海亚泰等 1 变频节能 变频器节能主要表现在风机 水泵的应用上 为了保证生产的可靠性 各种生产机械在设计配用动力驱动时 都留有一定的富余量 当电机不能在满负荷下运行时 除达到动力驱动要求外 多余的力矩增加了有功功率的消耗 造成电能的浪费 2 功率因数补偿节能3 软启动节能集成了高压大功率晶体管技术和电子控制技术 得到广泛应用 变频器的作用是改变交流电机供电的频率和幅值 因而改变其运动磁场的周期 达到平滑控制电动机转速的目的 变频器的出现 使得复杂的调速控制简单化 用变频器 交流鼠笼式感应电动机组合替代了大部分原先只能用直流电机完成的工作 缩小了体积 降低了维修率 使传动技术发展到新阶段 应用领域 电力 引风机 送风机 一次风机 吸尘风机 增压风机 排粉机 给水泵 凝结水泵 渣浆泵冶金 除尘风机 通风机 泥浆泵 除垢泵石化 注水泵 电潜泵 输油泵 管道泵 排风机 压缩机 除垢泵水务 供水泵 取水泵环保 污水泵 净化泵 清水泵水泥 窖炉引风机 压力送风机 冷却器吸尘器 供气风机 生料碾磨机 冷却器排风机 风机器风机 主吸尘风机造纸 打浆机采矿 排水泵 排风扇 介质泵 渣浆泵被广泛地应用于石油化工 市政供水 冶金钢铁 电力能源等行业的各种风机 水泵 压缩机 轧钢机等 目前我国高压变频器在电力 冶金 水泥领域应用较多 合计占比超过50 低压变频器应用领域更加广泛 涉及工业生产 石油煤炭 市政交通等多个行业 国产变频器的发展现状 目前 在国内有不低于200家的低压变频器厂商 其大部分为AC380V的低压产品 而在高压大功率变频器方面 在30家左右 由于罗宾康没有在中国申请专利保护 因此绝大多数厂家都采用美国罗宾康的技术即单元串联多重化结构 随着技术研究的进一步深入 在理论上和功能上国产高压变频器已经可以与进口变频器相比肩 但是受工艺技术的限制 与进口产品的差距还是比较明显 这些状况主要表现在如下几个方面 国外各大品牌的产品正加紧占领国内市场 并加快了本地化的步伐 具有研发能力和产业化规模的逐年增加 国产高压变频器的功率也越做越大 目前国内最大的应用做到了20000KW 国内高压变频器的技术标准还有待规范 与高压变频器相配套的产业很不发达 生产工艺一般 可以满足变频器产品的技术要求 价格相对低廉 变频器中使用的功率半导体关键器件完全依赖进口 而且相当长时间内还会依赖进口 与发达国家的技术差距在缩小 具有自主知识产权的产品正应用在国民经济中 已经研制出具有瞬时掉电再恢复 故障再恢复等功能的变频器 部分厂家已经开发出四象限运行的高压变频器 11矢量控制的高压变频器也已经在应用 国外发展现状 国外各大品牌的变频器生产商 均形成了系列化的产品 其控制系统也已实现全数字化 几乎所有的产品均具有矢量控制功能 完善的工艺水平也是国外品牌的一大特点 目前 在发达国家 只要有电机的场合 就会同时有变频器的存在 其现阶段发展情况主要表现如下 技术开发起步早 并具有相当大的产业化规模 能够提供特大功率的变频器 目前已超过10000KW 变频调速产品的技术标准比较完备 与变频器相关的配套产业及行业初具规模 能够生产变频器中的功率器件 如IGBT IGCT SGCT等 高压变频器在各个行业中被广泛应用 并取得了显著的经济效益 产品国际化 当地化加剧 新技术 新工艺层出不穷 并被大量的 快速的应用于产品中 未来发展态势 交流变频调速技术是强弱电混合 机电一体的综合技术 既要处理巨大电能的转换 整流 逆变 又要处理信息的收集 变换和传输 因此它必定会分成功率和控制两大部分 前者要解决与高压大电流有关的技术问题 后者要解决的软硬件控制问题 因此 未来高压变频调速技术也将在这两方面得到发展 其主要表现为 高压变频器将朝着大功率 小型化 轻型化的方向发展 高压变频器将向着直接器件高压和多重叠加 器件串联和单元串联 两个方向发展 更高电压 更大电流的新型电力半导体器件将应用在高压变频器中 现阶段 IGBT IGCT SGCT仍将扮演着主要的角色 SCR GTO将会退出变频器市场 无速度传感器的矢量控制 磁通控制和直接转矩控制等技术的应用将趋于成熟 全面实现数字化和自动化 参数自设定技术 过程自优化技术 故障自诊断技术 应用32位MCU DSP及ASIC等器件 实现变频器的高精度 多功能 相关配套行业正朝着专业化 规模化发展 社会分工将更加明显 市场发展趋势 技术 国外品牌由于产品技术相对成熟 行业应用经验也相对丰富 因此在故障率 元器件质量 以及超大功率产品上用户相对比较满意 但是随着本土品牌的不断发展 这一差距也在逐步缩小 价格 价格优势是本土品牌的巨大优势 这种优势是短期内不会改变的 而这一特点也迎合了金融危机后 用户要求性价比 注重减少项目成本的需求 资金 由于高压变频器的单价较高 收款周期都较长 资金的充裕性成为关键的竞争力之一 在这一点上 国外品牌压力较小 2007年 智光电器上市2009年底 利德华福94 被海外收购北京利德华福电气技术有限公司是目前国内生产规模最大 生产能力最强的高压变频器生产企业 在高压大功率变频调速自动控制产品及技术解决方案等领域一直占据领先地位 2010年 九州电器 合康亿盛上市合康累计订单量突破2000台 上半年实现营业收入和净利润分别为1 45亿元和3760万元 同比增长分别为15 1 和9 8 哈尔滨九洲电气股份有限公司 广州智光电气股份有限公司 国电南自股份有限公司 卧龙电气集团股份有限公司 科陆电子科技股份有限公司等企业也在行业内占有一席之地高性能市场仍以外资为主 未来将成为内资企业的主攻方向 以荣信 合康为首 与此同时 国电南自 卧龙电气 科陆电子 东方电子等上市公司也已步入高压变频器领域 中国高压市场规模 高压变频器调速已成为高压交流电机的主流调速方