电源第4讲变频器市场

作者：时间：2012-08-27来源：网络收藏

71 国内外高压变频企业在技术上分几类，分别有什么特点?

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/176371.htm

答：1)电流源型，如图20 所示。电流源型逆变部分采用SGCT直接串联解决耐压问题，直流部分用电抗器储存能量，目前的技术水平可以做到输出电压为7.2 kV，可以适应国内大部分电压为6 kV 这一现状，但无法用在10 kV 电压。电流源型变频器输入侧的功率因数比较低，电抗器的发热量较大，效率比电压源型变频器低，由于采用电流控制，输出滤波器的设计比较麻烦，而两电平变频器的共模电压和谐波、dv/dt 问题较突出，所以对电机的要求较高。虽然电流源型变频器有可回馈能量的优点，但是需要回馈能量的负载毕竟不是很多，尤其是通用型变频器。所以电流源型变频器的市场竞争能力已经逐渐变弱。

2)功率单元串联多电平型，如图21 所示。此变频器采用多个低压的功率单元串联实现高压输出，输入侧的降压变压器采用移相方式，可有效消除对电网的谐波污染，输出侧采用多电平正弦波PWM 技术，可适用于任何电压的普通电机，另外，在某个功率单元出现故障时，可自动退出系统，而其余的功率单元可继续保持电机的运行，减少停机所造成的损失。系统采用模块化设计，可迅速替换故障模块。由此可见，单元串联多电平型变频器的市场竞争力是很明显的。

3)三电平型，如图22 所示。三电平型变频器采用二极管钳位和电容飞渡分压电路，解决了两只功率器件的串联的问题，并使相电压输出具有三个电平。三电平逆变器的主回路结构环节少，虽然为电压源型结构，但易于实现能量回馈。三电平变频器在国内市场遇到的最大难题是电压问题，其最大输出电压达不到6 kV，所以往往需要用变通的方法，要么改变电动机的绕组接法(星/三角改接)，要么在输出侧加升压变压器。这一弱点限制了它的应用范围。

目前，虽然有人提出了其他不同的高压变频器解决方案，但大部分不具有明显的可行性，或者说不具有将上述三种主流变频器结构取而代之的潜力。随着高压变频器成本的进一步降低，在中等功率市场，高低型变频器将会退出竞争，而只关注于较小功率的场合。对于单元串联多电平型变频器，主要缺点是变流环节复杂，功率元器件数目多，体积略大一些，但是，在其他的方式不能解决国内应用的需要，高压器件应用的可靠性还不是太高的情况下，其竞争优势在最近的一段时期内，可能还是无法代替的。三电平型变频器由于输出电压不高的问题，主要的应用范围应该是在一些特种领域，如轧钢机、轮船驱动、机车牵引、提升机等，这些领域的电机都是特殊制定的，电压可以不是标准电压。在一定的功率水平下，三电平型变频器取代传统的交交变频器是技术发展的趋势。三电平变频器的更大发展有待于更高耐压的功率器件的出现和现有产品可靠性的进一步提高。在超大功率场合，即大约8 000 kW 以上的功率，用晶闸管构成的LCI(负载换流变流器)电流源型变频器仍旧是主角。由于以上所述的技术特征，通用型高压变频器目前是单元串联多电平型变频器占多数，约占七成以上，目前国内基本上都采用这种电路结构。

72 国内与国外企业生产的变频器在技术上有什么差异?

答：国内变频技术的理论不比国外差多少，但在变频器的开发和生产上，由于中国的工业基础较薄弱，制造技术不及发达国家，功率开关器件的质量难以与发达国家抗衡，目前完全国产化的变频器还没有。在变频器领域，国内企业还很年轻，要走的路还很长。

1) 与国外大公司相比，国产企业进入电气传动领域时间太短，无拳头产品，无成套电气设备。像ABB 的ACS-600/1000 系列，采用DTC 技术，独树一帜;法国Schneider 的TE 系列是世界领先的电气产品，用户在享受高质量TE 系列产品的同时，很可能会顺便接受Schneider变频器;Siemens更是欧洲老牌劲旅，涉足广泛，在电力、电气传动、金融设备、家电行业都是名牌。这三个公司都基本能提供工厂的全套电气设备。国外现阶段发展情况主要表现如下：

(1)技术开发起步早，并具有相当大的产业化规模。

(2)能够提供特大功率的变频器，目前已超过10 000 kW。

(3)变频调速产品的技术标准比较完备。

(4)与变频器配套的产业及行业初具规模。

(5)能够生产变频器中的功率器件，如IGBT、IGCT、SGCT等。

(6)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。

(7)产品国际化，当地化加剧。

(8)新技术，新工艺层出不穷，并被大量的、快速的应用于产品中。

(9)目前，没有10 kV产品。

2)国内仅有少部分的中、高压电机进行了变频调速改造，且普遍采用V/f 控制方式。所以，高压变频器的品种和性能还处于发展阶段，每年市场仍需大量进口。国内这些状况主要表现在如下几个方面：

(1)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。

(2)具有研发能力和产业化的国内企业少。