西瑪牌YVF3553-4 250KW高壓變頻電機(jī)
高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展

一百多年前人們就發(fā)明了直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)，但在過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)被廣泛應(yīng)用的是直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)，這主要是因?yàn)橹绷髡{(diào)速系統(tǒng)具調(diào)速范圍廣、調(diào)速性能穩(wěn)定及過(guò)載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，與此同時(shí)交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速問(wèn)題也一直沒(méi)有得到很好的解決。然而，直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)也不是完美無(wú)缺的，它也有著不能避免的弱點(diǎn)，主要表現(xiàn)在直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造時(shí)需要消耗大量的有色金屬（這必然導(dǎo)致價(jià)格昂貴）， 而且換向器和電刷的維護(hù)保養(yǎng)困難、壽命短、效率低等，另外，直流電動(dòng)機(jī)的單機(jī)容量和最高轉(zhuǎn)速等技術(shù)性能在許多生產(chǎn)環(huán)境下都不能滿(mǎn)足要求。
 
從 20 世紀(jì) 30 年代開(kāi)始，人們開(kāi)始了交流調(diào)速技術(shù)的研究，交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)壓調(diào)速、串級(jí)調(diào)速等均可以在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)速，但調(diào)速的效果并不十分令人滿(mǎn)意。20 世紀(jì) 50 年代后期，隨著晶閘管的發(fā)明交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展也出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機(jī)。1981 年第一臺(tái)交-交變頻同步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)被研制成功，這使變頻調(diào)速系統(tǒng)登上了高性能調(diào)速的舞臺(tái)[7]。這種交-交變頻調(diào)速系統(tǒng)采用晶閘管作為開(kāi)關(guān)器件，具有功率因數(shù)低、輸出頻率低、輸入輸出諧波高（輸出的電壓和電流波形是方波）等缺點(diǎn)，所以未被廣泛應(yīng)用，大都應(yīng)用于軋機(jī)等工藝型調(diào)速場(chǎng)合。
 
隨著可關(guān)斷晶閘管（GTO）的出現(xiàn)并成為逆變器的功率器件，同時(shí)脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)也進(jìn)入應(yīng)用階段，這時(shí)的 GTO 逆變電路已經(jīng)可以得到相當(dāng)接近正弦波的輸出電壓和輸出電流，輸入輸出諧波也相應(yīng)的減少了很多。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展使得當(dāng)時(shí)的 8 位微處理器成為變頻器的控制核心，按壓頻比控制原理實(shí)現(xiàn)的異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速，在工作性能上有了很大提高[8]。不過(guò)，可關(guān)斷晶閘管GTO 自身的缺點(diǎn)如開(kāi)關(guān)損耗較大、效率低、需要水冷卻、維護(hù)困難等問(wèn)題限制了 GTO 晶閘管變頻器的廣泛應(yīng)用。
 
近年來(lái)絕緣柵雙極晶體管（IGBT）和集成門(mén)極換流晶閘管（IGCT）陸續(xù)被研制出來(lái)并應(yīng)用于變頻器，使得變頻器的容量和電壓等級(jí)不斷的擴(kuò)大和提高。
 
我國(guó)的變頻調(diào)速技術(shù)緊跟世界發(fā)展的潮流，從 20 世紀(jì) 90 年代以后獲得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，各種通用、專(zhuān)用變頻器紛紛面市，規(guī)格齊全，性能優(yōu)異。目前變頻器的功率可以做到幾千千瓦， 工作電壓最高可達(dá) 10kV，基本可以滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)中各行各業(yè)對(duì)變頻調(diào)速系統(tǒng)裝置的不同要求。目前在我國(guó)，變頻器廣泛的應(yīng)用于電力、石油、化工、建材、冶金、交通車(chē)輛、紡織、化纖、造紙以及公用工程等領(lǐng)域中。
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