合肥西门子中国代理商变频器供应商

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一：变频器的发展
直流电动机拖动和交流电动机拖动先后诞生与19世纪，距今已有100多年的历史，并已成为动力机械的主要驱动装置。但是，由于技术上的原因，在很长一段时期内，占整个电力拖动系统80%左右的不变速拖动系统中采用的是交流电动机（包括异步电动机和同步电动机），而在需要进行调速控制的拖动系统中则基本上采用的直流电动机。
但是，众所周知，由于结构上的原因，直流电动机存在以下缺点：
（1） 需要定期换电刷和换向器，维护保养困难，寿命较短；
（2） 由于直流电动机存在换向火花，难以应用于存在易燃易爆气体的恶劣环境；
（3） 结构复杂，难以制造出大容量、高转速和高电压的直流电动机。
而与直流电动机相比，交流电动机则具有以下优点：
（1） 结构坚固，工作，易于维修保养；
（2） 不存在换向火花，可以应用于存在易燃易爆气体的恶劣环境；
（3） 容易制造出大容量、高转速和高电压的交流电动机。
因此，很久以来，人们希望在许多场合下能够用可调速的交流电动机来代替直流电动机，并在交流电动机的调速控制方面进行了大量的研究开发工作。但是，直至20世纪70年代，交流调速系统的研究开发方面一直未能得到真正能够令人满意的成果，也因此限制了交流调速系统的推广应用。也正是因为这个原因，在工业生产中大量使用的诸如风机、水泵等需要进行调速控制的电力拖动系统中不得不采用挡板和阀门来调节风速和流量。这种做法不但增加了系统的复杂性，也造成了能源的浪费。
经历了20世纪70年代中期的2次石油危机之后，人们充分认识到了节能工作的重要性，并进一步重视和加强了对交流调速技术的研究开发工作。随着电力电子技术、微电子技术和控制理论的发展，电力半导体器件和微处理器的性能的不断提高，变频驱动技术也得到了显著的发展。随着各种复杂控制技术在变频器技术中的应用，变频器的性能不断提高，而且应用范围也越来越广。目前变频器不但在传统的电力拖动系统中得到了广泛的应用，而且几乎已经扩展到了工业生产的所有领域，并且在空调、洗衣机、电冰箱等家电产品中也得到了广泛应用。
变频器技术是一门综合性的技术，它建立在控制技术、电力电子技术、微电子技术和计算机技术的基础之上，并随着这些基础技术的发展而不断得到发展。

二： 变频器调速控制系统的优势
与传统的交流拖动系统相比，利用变频器对交流电动机进行调速控制的交流拖动系统有许多优点，如节能，容易实现对现有电动机的调速控制，可以实现大范围的连续调速控制，容易实现电动机的正反转切换，可以进行度的起停运转，可以进行电气制动，可以用一台变频器对多台电动机进行调速控制，电源功率因数大，所需电源容量小，可以组成的控制系统等等。下面介绍一下上面提到的变频器调速控制系统的各种主要优点。
在许多情况下，使用变频器的目的是节能，尤其是对于在工业中大量使用的风扇、鼓风机和泵类负载来说，通过变频器进行调速控制可以代替传统上利用挡板和阀门进行的风量、流量和扬程的控制，所以节能效果非常明显。
因为以节能为目的的调速运转对电动机的调速范围和精度要求不高，所以通常采用在价格方面比较经济的通用型变频器。
由于变频器可以看作是一个频率可调的交流电源，对于现有的进行恒速运转的异步电动机来说，只需在电网电源和现有的电动机之间接入变频器和相应设备，就可以利用变频器实现调速控制，而无须对电动机和系统本身进行大的设备改造。
在采用了变频器的交流拖动系统中，异步电动机的调速控制是通过改变变频器的输出频率实现的。因此，在进行调速控制时，可以通过控制变频器的输出频率使电动机工作在转差率较小的范围，电动机的调速范围较宽，并可以达到提高运行效率的目的。一般来说，通用型变频器的调速范围可以达到1：10以上，而的矢量控制方式的变频器的调速范围可以达到1：1000。此外，当采用矢量控制方式的变频器对异步电动机进行调速控制时，还可以直接控制电动机的输出转矩。因此，的矢量控制变频器与变频器电动机的组合在控制性能方面可以达到和过直流伺服电动机的控制性能。
利用普通的电网电源运行的交流拖动系统，为了实现电动机的正反转切换，利用开闭器等装置对电源进行换相切换。利用变频器进行调速控制时，只需改变变频器内部逆变电路换流器件的开关顺序即可以达到对输出进行换相的目的，很容易实现电动机的正反转切换而不需要专门设置正反转切换装置。
此外，对在电网电源下运行的电动机进行正反转切换时，如果在电动机尚未停止时就进行相序的切换，电动机内将会由于相序的改变而流过大于起动电流的电流，有烧毁电动机的危险，所以通常等电动机停下来之后才能够进行换相操作。而在采用变频器的交流调速系统中，由于可以通过改变变频器的输出频率使电动机按照斜坡函数的规律进行加速，从而达到限制加速电流的目的。因此，在利用变频器进行调速控制时容易和其它设备一起构成自动控制系统。
对于利用普通的电网电源运行的交流拖动系统来说，由于电动机的起动电流较大并存在着与起动时间成正比的功率损耗，所以不能使电动机进行高频度的起停运转。而对于采用了变频器的交流调速系统来说，由于电动机的起停都是在低速区进行而且加减程都比较平缓，电动机的功耗和发热较小，可以进行较度的起停运转。
变频调速系统的上述特点可以用于采用交流拖动系统的传送带和移动工作台等以达到节能的目的。这是因为，在利用异步电动机进行恒速驱动的传送带以及移动工作台中，电动机通常一直处于工作状态，而采用变频器 进行调速控制后，由于可以使电动机进行高频度的起停运转，可以使传送带或移动工作台只是在有货物或工件时停止运行，从而达到节能的目的。
由于在变频器驱动系统中电动机的调速控制是通过改变变频器的输出频率进行的，当把变频器的输出频率降至电动机的实际转速所对应的频率以下时，负载的机械能将被转换为电能，并被回馈给供电电网，并形成电气制动。此外，一些变频器还具有直流制动功能，即在需要进行制动时，可以通过变频器给电动机加上一个直流电压，并利用该电压产生的电流进行制动。
同机械制动相比，电气制动有许多优点，例如体积小，维护简单，性好等。但是也应该注意到，由于在静止状态下电气制动并不能使电动机产生保持转矩，所以在某些场合还采取相应的措施，例如和机械制动器同时使用等。
高速驱动是变频器调速控制的重要的优点之一。这是因为对于直流电动机来说，由于受电刷和换向环等因素的制约，无法进行高速运转。但是，对于异步电动机来说，由于不存在上述制约因素，理论上讲异步电动机的转速可以达到相当高的速度。
由于异步电动机的转速为：
                   
式中n——电机转速，r/min；
f——电源频率，HZ；
p——电动机磁个数；
s——转差。
当用工频电源（50HZ）对异步电动机进行驱动时，二电动机的速度只能达到3000r/min。为了得到高的转速，则使用的高频电源或使用机械增速装置进行增速。
与此相比，目前高频变频器的输出频率已经可以达到3000KHZ，所以当利用这种高速变频器对二异步电动机进行驱动时，可以得到高达180000r/min的高速。而且随着变频器技术的发展，高频电源的输出频率也在不断提高，因此进行高速度的驱动也将成为可能。
此外，与采用机械增速装置的高速驱动系统相比，由于采用高频变频器的高速驱动系统中并不存在异步电动机以外的机械装置，其性好，而且保养和维修也加简单。
在变频器调速控制系统中，变频器和电动机是可以分离设置的。因此，通过和各种不同的异步电动机的适当组合，可以得到使用于各种工作环境的交流调速系统，而对变频器本身并没有特殊要求。
例如，对有防爆和防腐蚀要求的环境，只需将电动机换为电动机，而使用普通的变频器并将其安装在有防爆和防腐蚀要求的环境之外的普通环境即可。
由于变频器本身对外部来说可以看作是一个可以进行调频调压的交流电源，可以用一台变频器同时驱动多台异步电动机或同步电动机，从而达到节约设备投资的目的。而对于直流调速系统来说，则很难做到这一点。
当用一台变频器同时驱动多台电动机时，若驱动对象为同步电动机，所有的电动机将会以同样的速度（同步转速）运转，而当驱动对象为容量和负载都不相同的异步电动机时，则由于转差的原因，各电动机之间会存在一定的速度差。
因为变频器时通过交流—直流的电源变换后对异步电动机进行驱动的，所以电源的功率因数不受电动机功率因数的影响，几乎为定值。
此外，当用电网电源对异步电动机进行驱动时，电动机的起动电流为额定电流的5—6倍，而在采用变频器对异步电动机记性驱动时，由于可以将变频器的输出频率降至很低时起动，电动机的起动电流很小，因而变频器输入端电源的容量也可以比较小。一般来说，变频器输入端电源的容量只需为电动机 输出容量的1.5倍左右即可。这也说明变频器也可以同时起到减压起动器的作用。
随着控制理论、交流调速理论和电子技术的发展，变频器技术也得到了充分的重视和发展，目前，有变频器和的异步电动机组成的控制系统在性能上已经达到和过了直流电动机伺服系统。此外，由于异步电动机还具有对环境适应性强，维护简单等许多直流伺服电动机所不具备的优点，所以在许多需要进行高速控制的应用中这种的交流调速系统正在逐步替代直流伺服系统。而且由于的变频器的外部接口功能也非常丰富，可以将其作为自动控制系统中的一个部件使用，构成所需的自动控制系统。
由于变频器具有上述优点，因而在各种领域中得到了广泛的应用。

三： 变频器技术的发展动向
变频器进入实用期已过了1/4个世纪，在此期间，作为变频器技术基础的电力电子技术和微电子技术都经理了飞跃性的发展，随着新型电力电子器件和微处理器的应用以及控制技术的发展，变频器的性能价格比越来越高，体积越来越小，而厂家则仍然在不断地为实现变频器的进一步小型化而做着新的努力。从技术方面来看，随着变频器市场的进一步扩大，今后变频器技术将会随着与变频器有关的技术的发展在下面几个方面进一步得到发展：
（1） 大容量和小体积化；
（2） 和多功能化；
（3） 易操作性的提高；
（4） 寿命和性增加；
（5） 化。
大容量化和小体积化将会随着电力半导体器件的发展而不断的到发展。近年来，采用电压驱动的电力半导体器件IGBT（Isolated Gate Bipolar Transistor,隔离门双晶体管）发展很快，并在进入传统上使用BJT（双功率晶体管）和功率MOSFET（场效应管）的各种领域。此外，以IGBT为开关器件的IPM（Inbbbligent Power Module,智能功率模块）和单片功率IC 芯片将功率开关器件与驱动电路，保护电路等集成在同一封装内，具有和性好的优点，所以随着它们在大电流化和高耐压化方面的发展，必将在中小型变频器中得到加广泛的应用。
随着微电子技术和半导体技术的发展，用于变频器的CPU和半导体器件以及各种传感器的性能越来越高。而随着变频器技术的发展，交流调速理论日益成熟，现代控制理论也在不断得到新的应用。这些都为进一步提高变频器的性能提供了条件。此外，随着变频器的进一步推广应用，拥护也在不断提出各种新的要求，促使变频器的生产厂家不断地在提高变频器性能和变频器功能方面做出新的努力，以满足用户的需要和争取在激烈的市场竞争中立于不败之地。
随着变频器市场的不断扩大，如何进一步提高变频器的易操作性，使普通的技术人员甚至非技术人员也能很快的掌握变频器的使用技术已经成为厂家考虑的问题。因为只有容易操作的产品才能够不断获得新的用户，并进一步扩大市场，所以今后的新型变频器将加容易操作。
随着半导体技术的发展和电力电子技术的发展，变频器中所使用的各种元器件的寿命和性都在不断提高，这些都将使变频器本身的寿命和性进一步增加。
近年来，人们对环境问题非常重视，并因此而出现了“产品”的名称。因此，对于变频器来说，也考虑其对周围环境的影响。
在变频器推广应用的初期，噪声问题曾经是一个比较大的问题。随着IGBT的低噪声变频器的出现，这个问题已经基本上得到了解决。但是，随着噪声问题的解决，人们的目光又转向了变频器对周围环境的其它影响并在不断探索新的解决办法。例如，对于采用了二管整流电路和电压形PWM逆变电路的变频器来说，变频器本身造成的高次谐波将给电源电压和电流带来畸变，并影响接于同一电源的其它设备。但是，通过在变频器中采用PWM整流电路，就可以基本上解决这个问题。虽然因为价格和控制技术等方面的原因目前采用PWM整流电路的变频器尚未得到推广，但是，随着变频器技术的发展和人们对环境问题的重视，不断减少变频器对环境的影响直至推出真正的变频器也已经成为。

四：都说变频调速比直流调速好，直流调速真的要淘汰吗？
变频调速之所以比直流调速广泛运用是因为交流电机，不是变频调速原理具有优越性，变频调速只能应用于调速，而对力矩是无法做到控制的，原因很简单，直流调速的电枢和励磁不是耦合的，是分开的，这样对电枢电流和励磁电流能够做到控制。而交流调速，电枢电流和励磁电流是耦合的，是无法做到控制的，
尽管目前的变频调速具有矢量控制，也就是运用现代控制理论，通过矢量转换，将交流电机中耦合的电枢电流和励磁电流解开，从而对其进行控制，也就是直流调速的原理。但是要做到直流调速的控制特性目前是很困难的。因此在轧机、造纸等对力矩要求很高，直流调速还是具有广泛性。而仅对速度控制，目前变频调速是可以逼真直流调速的特性，因为交流电机的优越性是直流电机无法做到的。
直流电机的电刷和体积的原因，限制了它的应用范围，变频调速可以说是由风机和水泵发展而来的，是由于风机和水泵节能的需要，变频调速是选择，不过我个人认为就目前电价和变频器的自身的价格相比，这种节能是毫无意义的，因为要把变频器的投资收回，少需要5-6年，在这5-6年的时间里，工况还不知道要发生什么变化。
因此，变频器应用在需要调速，而对启动性能及力矩调节要求不是很苛刻的场合，而这种场合比比皆是，这才是变频调速普遍应用的原因。

   异步电动机是电力、化工等生产企业主要的动力设备。作为高能耗设备，其输出功率不能随负荷按比例变化，大部分只能通过挡板或阀门的开度来调节，而电动机消耗的能量变化不大，从而造成很大的能量损耗。近年来，随着变频器生产技术的成熟以及变频器应用范围的日益广泛，使用变频器对电动机电源进行技术改造成为各企业节能降耗、提率的重要手段。

1　变频调速原理

  n＝60 f（1－s）/p        （1）
式中　n———异步电动机的转速；
      f———异步电动机的频率；
      s———电动机转差率；
  　p———电动机对数。
由式（1）可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频调速就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的。
变频器主要采用交—直—交方式，先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。

2　谐波抑制

变频器使用的问题就是谐波干扰，当变频器工作时，输出电流的谐波电流会对电源造成干扰。虽然各变频器厂家对变频器谐波的治理均采取了措施且基本达到要求，但谐波仍然是变频器选型和使用中需要关注的问题。

变频器的输出电压中含有除基波以外的其他谐波。较低次谐波通常对电机负载影响较大，引起转矩脉动，而较高的谐波又使变频器输出电缆的漏电流增加，使电机出力不足，故变频器输出的高低次谐波都抑制。

由于变频器的整流部分采用二管不可控桥式整流电路，中间滤波部分采用大电容作为滤波器，所以整流器的输入电流实际上是电容器的充电电流，呈较陡的脉冲波，其谐波分量较大。为了谐波，主要采用以下对策：

a.增加变频器供电电源内阻抗　通常情况下，电源设备的内阻抗可以起到缓冲变频器直流滤波电容的无功功率的作用。这种内阻抗就是变压器的短路阻抗。当电源容量相对变频器容量越小，内阻抗值相对越大，谐波含量越小；电源容量相对变频器容量越大，则内阻抗值相对越小，谐波含量越大。所以选择变频器供电电源变压器时，选择短路阻抗大的变压器。
    b.安装电抗器　安装电抗器实际是从外部增加变频器供电电源的内阻抗。在变频器的交流侧或变频器的直流侧安装电抗器或同时安装，可抑制谐波电流。
c.变压器多相运行　通常变频器的整流部分是6脉波整流器，所以产生的谐波较大。应用变压器的多相运行，如使相位角互差30°的Y－△、△－△组合的2台变压器构成相当于12脉波整流器，则可减小谐波电流，起到谐波抑制作用。
d.调节变频器的载波比　提高变频器载波比，可有效抑制低次谐波。
e.应用滤波器　滤波器可检测变频器谐波电流的幅值和相位，并产生与谐波电流幅值相同、相位相反的电流，从而有效地吸收和谐波电流。

3　负载的匹配

3.1　平方转矩负载

风机类、泵类负载是工业现场应用多的设备，变频器在这类负载上的应用多。它是一种平方转矩负载。一般情况下，具有U/f＝const控制模式的变频器基本都能满足这类负载的要求，下面根据这类变频器的主要特点介绍选型时需要注意的问题。
3.1.1　避免过载
风机和水泵一般不过载，选择变频器的容量时保证其稍大于或等于电动机的容量即可；同时选择的变频器的过载能力要求也较低，一般达到120％，1min即可。但在变频器功能参数选择和预置时应注意，由于负载的阻转矩与转速的平方成正比，当工作频率电动机的额定频率时，负载的阻转矩会过额定转矩，使电动机过载。所以，要严格控制工作频率不能过电机额定频率。

3.1.2　启/停时变频器加速时间与减速时间的匹配

    由于风机和泵的负载转动惯量比较大，其启动和停止时与变频器的加速时间和减速时间匹配是一个非常重要的问题。在变频器选型和应用时，应根据负荷参数计算变频器的加速时间和减速时间来选择短时间，以便在变频器启动时不发生过流跳闸和变频器减速时不发生过电压跳闸的情况。但有时在生产工艺中，对风机和泵的启动时间要求很严格，如果上述计算的时间不能满足需求时，应该对变频器进行重新设计选型。

3.1.3　避免共振

由于变频器是通过改变电动机的电源频率来改变电机转速实现节能效果的，就有可能在某一电机 转速下与负荷轴系的共振点、共振频率重合，造成负荷轴系不能容忍的振动，有时会造成设备停运或设备损坏，所以在变频器功能参数选择和预置时，应根据负荷轴系的共振频率，通过设定跳跃频率点和宽度，避免系统发生共振现象。

3.1.4　憋压与水锤效应

泵类负载在实际运行过程中，发生憋压和水锤效应，所以变频器选型时，在功能设定时要针对这个问题进行单设定。
a.憋压　泵类负载在低速运行时，由于关闭出口门使压力升高，从而造成泵汽蚀。在变频器功能设定时，通过限定变频器的频率来限定泵流量的临界点转速，可避免此类现象的发生。
b.水锤效应　泵类负载在突然断电时，由于泵管道中的液体重力而倒流。若逆止阀不严或没有逆止阀，将导致电机反转，因电机发电而使变频器发生故障或烧坏。在变频器系统设计时，应使变频器按减速曲线停止，在电机停止后再断开主电路，或者设定“断电减速停止”功能，可避免该现象的发生。

3.2　恒转矩负载

带式输送机是恒转矩负载的典型例子。恒转矩负载的基本特点为，在负荷一定的情况下，负载阻转矩取决于皮带与滚筒间的磨擦阻力和滚筒的半径。这类负载转矩和转速的快慢无关，所以在调节转程中，负载的阻转矩保持不变。
恒转矩负载在选择变频调速系统时，除了按常规要求外，应对变频器的控制方式进行选择。
a.负荷的调速范围。在调速范围不大的情况下，选择较为简易的V/F控制方式的变频器。当调速范围很大时，应考虑采用有反馈的矢量控制方式。
    b.恒转矩负载只是在负荷一定的情况下负载阻转矩是不变的，但对于负荷变化时其转距仍然随负荷变化。当转矩变动范围不大时，可选择较为简易的V/F控制方式的变频器，但对于转矩变动范围较大的负载，应考虑采用无反馈的矢量控制方式。
c.如果负载对机械特性的要求不高，可考虑选择较为简易的V/F控制方式的变频器，而在要求较高的场合，则采用有反馈的矢量控制方式。

4　结束语

以上是作者在变频器选型及应用中的经验，供有关人员在变频器选购和应用时参考。随着变频器的高智能化、高性、格和免维护，变频器节能降耗的作用会加明显。 

变频调速技术有着很好的发展及应用前景。本文概述变频调速技术在我国的发展和应用及以后我们在此方面应做的工作。 

    近10年来，随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的发展，电气传动技术面临着一场历史，即交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。电机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速和起制动性能，率、高功率因数和节间效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为有发展前途的调速方式。

    1 我国变频调速技术的发展概况

    电气传动控制系统通常由电动机、控制装置和信息装置3部分组成。电气传动关系到合理地使用电动机以节约电能和控制机械的运转状态（位置、速度、加速度等），实现电能-机械能的转换，达到、高产、低耗的目的。电气传动分成不调速和调速两大类，调速又分交流调速和直流调速两种方式。不调速电动机直接由电网供电，但随着电力电子技术的发展这类原本不调速的机械越来越多地改用调速传动以节约电能（节约15%～20%或多），改善产品质量，提高产量。在我国60%的发电量是通过电动机消耗的，因此调速春传动是一个重要行业，一直得到国家重视，目前已有一定规模。

    近年来交流调速中活跃、发展快的就是变频调速技术。变频调速是交流调速的基础和主干内容。上个世纪变压器的出现使改变电压变得很容易，从而造就了一个庞大的电力行业。长期以来，交流电的频率一直是固定的，变频调速技术的出现使频率变为可以充分利用的资源。

    我国电气传动产业始建于1954年当时批该范围内的学生从各大专院校毕业，同时在机械工业部属下建立了我国个电气传动成套公司，这就是后来天津电气传动设计研究所的前身。我国电气传动与变频调速技术的发展简使见表1。现在我国已有200家左右的公司、工厂和研究所从事变频调速技术的工作。

    我国是一个发展中国家，许多产品的科研开发能力仍落后于发达国家。至今自行开发生产的变频调速产品大体只相当于上80年代水平。随着，经济高速发展，形成了一个的市场，它既对国内企业，也对外国公司敞开。很多的产品从发达国家进口，在我国运行良好，满足了我国生产和生活需要。 国内许多合资公司生产当今上的产品，国内的成套部分在自行设计制造的成套装置中采用外国进口公司和合资企业的设备，自己开发应用软件，能为国内外重大工程项目提供的电气传动控制系统。虽然很大成绩，但应看到由于国内自行开发、生产产品的能力弱，对国外公司的依赖性严重。

表1 我国电气传动与变频调速技术的发展简史

           
目前国内主要的产品状况如下:

    (1) 晶闸管交流器和开关断器件（DJT、IGBT、VDMOS）斩波器供电的直流调速设备。这类设备的市场很大，随着交流调速的发展，该时常虽在缩减，但由于我国旧设备改造任务多，以及它在几百至一千多kW范围内价格比交流调速低得多，所以在短期内市场不会缩减很多。国产设备能满足需要，部分出口。自行开发的控制器多为模拟控制，近年来主要采用进口数字控制器配国产功率装置。

    (2) IGBT或BJT PWM逆变器供电的交流变频调速设备。这类设备的市场很大，总容量占的比例不大，但台数多，增长快，应用范围从单机扩展到全生产线，从简单的V/f控制到的矢量控制。约有50家工厂和公司生产，其中合资企业占很大比重。

    (3) 负载换流式电流型晶闸管逆变器供电的交流变频调速设备。这类产品在抽水蓄水能电站的机组起动，大容量风机、泵、压缩机和轧机传动方面有很大需求。国内只有少数科研单位有能力制造，目前容量大做到12MW。功率装置国内配套，自行开发的控制装置只有模拟式的，数字装置需进口，自己开发应用软件。

    (4) 交-交变频器供电的交流变频调速设备。这类产品在轧机和矿井卷扬传动方面有很大需求，台数不多，功率大。主要靠进口，国内只有少数科研单位有能力制造。目前大容量做到7000～8000kW。功率部分国产，数字控制装置进口，包括开发应用软件。

    变频调速技术在国民经济和日常生活中的重要地位是由以下因素决定的。

应用面广，是工业企业和日常生活中普遍需要的新技术; 
是节约能源的; 
是上技术新换代快的领域; 
是高科技领域的综合性技术; 
是替代进口，节约的大领域之一。
    2 国内外技术现状对比

    2.1 国外现状

    在大功率交-交变频（循环变流器）调速技术方面，法国阿尔斯通已能提供单机容量达3万kW的电气传动设备用于船舶推进系统。在大功率无换向器电机变频调速技术方面，意大利ABB公司提供了单机容量为6万kW的设备用于抽水蓄能电站。在中功率变频调速技术方面，德国西门子公司Simovert A电流型晶闸管变频调速设备单机容量为10 ~ 2600 kVA和Simovert P GTO PWM变频调速设备单机容量为100 ~ 900 kVA，其控制系统已实现全数字化，用于电力机车、风机、水泵传动。在小功率交流变频调速技术反面，日本富士BJT变频器大单机容量可达700 kVA，IGBT变频器已形成系列产品，其控制系统也已实现全数字化。

    国外交流变频调速技术高速发展有以下特点。

    (1) 市场的大量需求。随着工业自动化程度的不断提高和能源性短缺，变频器越来越广泛地应用在机械、纺织、化工、造纸、冶金、食品等各个行业以及风机、水泵等的节能场合，应显著的经济效益。

    (2) 功率器件的发展。近年来高电压、大电流的SCR、GTO、IGBT、IGCT等器件的生产以及并联、串联技术的发展应用，使高抵押、大功率变频器产品的生产及应用成为现实。

    (3) 控制理论和微电子技术的发展。矢量控制、磁通控制、转矩控制、模糊控制等新的控制理论为的变频器提供了理论基础；16位、32位高速微处理器以及信号处理器（DSP）和集成电路（ASIC）技术的快速发展，为实现变频器、多功能提供了硬件手段。

    (4) 基础工业和各种制造业的高速发展，变频器相关配套件社会化、化生产。

    2.2 国内现状

    从总体上看我国电气传动的技术水平较水平差距10 ~ 15年。

    在大功率-交、无换向器电机等变频技术方面，国内只有少数科研单位有能力制造，但在数字化及系统性方面与国外还有相当差距。而这方面产品在诸如抽水蓄能电站机组起动及运行、大容量风机、压缩机和轧机传动、矿井卷场方面有很大需求。在中小功率变频技术方面，国内几乎所有的产品都是普通的V/f控制，仅有少量的样机采用矢量控制，品种与质量还不能满足市场需要，每年大量进口。

    国内交流变频调速技术产业状况表现如下:

    (1) 变频器的整机技术落后，国内虽有很多单位投入了一定的人力、物力，但由于力量分散，并没有形成一定的技术和生产规模。

    (2) 变频器产品所用半导体功率器件的制造业几乎是空白。

    (3) 相关配套产业及行业落后。

    (4) 产少，性及工艺水平不高。