变频器培训教材

高压变频器相关背景资料一、项目背景高压变频项目的节能意义高压变频项目的环保意义国内高压变频器的发展现状国内高压变频市场容量分析国内高压变频市场及用户特点1.1高压变频项目的节能意义我国目前电动机总装机容量已超过4亿kW，而高压电机约占一半，高压电机中近70%拖动的负载是风机、泵类、压缩机，其中一半适合调速，即有约7500万kW的高压电机处在浪费运行的状态。与之相对应的是，我国单位GNP能耗（吨标准煤/千美元）是发达国家的4~8倍，能源利用效率则不到发达国家的70%，而煤炭、石油等一次能源又日益紧缺，能源问题已成为目前中国最大的战略问题，节能也因此变得攸关重要。从目前高压变频器的一般使用情况来看，平均节电可达30%，因而，无论是在新建项目中，还是在技改项目中，高压变频系统的投入和使用，是非常有效的节能手段，若在政府有关部门和相关行业的支持下，每年有计划的改造500-600万kW的低效风机、水泵，平均年投入70-80亿元人民币，当年即可产生直接节电效益约为50-60亿元，占投资额的70%，而该类设备的使用期限至少为15年，长期经济效益十分明显。若坚持不懈地十余年的改造，不仅可以大大提高我国这一行业的技术水平和发展，而且每年为国家节约数百亿元人民币的用电损耗，有关专家估计:整体节能效果可为国家在今后十年内减少15~20个30万kW燃煤发电机组的投资。1.2高压变频项目的环保意义据统计，在中国约65%的用电量是通过电机来消耗的。而中国的电力供应是以火电为主的。火力发电机组燃煤后排放出来的二氧化碳则是产生大气污染，特别是全球温室效应的主要原因之一。世界环境组织要求各国签署京都议定书就是要解决这一问题。而我国也对联合国《全球气候变化框架公约》做出了庄严承诺。相信国际组织今后对各国CO2的排放量和标准会日益严格，那么鼓励各行业在高压电机上采用变频器以节能，从而从整体上减少火力发电厂的建设，减少CO2的排放，减少不可再生资源的浪费，就是各国政府乃至全人类共同追求的目标。因此，无论是生产制造，还是运行使用高压变频器，都是为了为我们的美好生活打造一个“绿色动力”。1.3国内高压变频器的发展现状变频技术的发展始终与电力电子元器件的发展密不可分，从大功率二极管到可控硅器件，再从IGBT到IGCT，每一次元器件的飞跃都会带动变频器技术的发展。八十年代早期，美国RCA公司和GE公司推出新的IGBT元器件之后，就在低压变频领域产生了一次变革。从日本三垦公司1988年第一台低压变频器进入中国后，上世纪九十年代初，中国企业才开始认识变频器的作用并尝试使用。当时的年销售量仅在3,000-4,000万元人民币，而且几乎全部是国外品牌。经过近十余年的推广和使用，低压变频器已得到广大企业用户的认可并显示出它卓越的节能效果。大功率高压变频器由于其技术的复杂性和高昂的采购价格，从八十年代开始，我国某些行业在必需的前提下，从国外进口了少量的该类装置(含采用GTO器件制造的)比如:冶金系统使用高压变频器的历史较长，78年宝山钢铁公司在设计时，就考虑采用了交-交方式的大功率高压变频器;河北迁西潘家口水库(为天津供水)88年从欧洲BBC公司(ABB合并前三公司之一)进口一套60,000kW的高压变频装置，采用一拖三方式，为三台水轮发电机组并网实现变频启动送电，据说同为60,000kW的变频器在三峡葛洲坝水库还有一台。但真正在全国各行业中的大功率风机、水泵上使用变频调速装置仍远没有普及，为了满足工艺工况和节能的迫切需要，许多企业采取了例如:液力藕合，串极调速等其它调速方式。同时，随着通用变频器市场的不断扩大和发展，企业用户越来越需要一种性能优越，质量可靠，价格合理的高压变频调速装置。应对这种情况，不仅国外产品纷纷抢滩中国市场，而国内一些如湖北三环发展股份公司等也开始进行这类产品的开发和研制，经过近几年的努力，技术上逐渐缩短了与国外品牌间的距离，初步形成产业规模，已有少数几家产品进入国内市场。1.4国内高压变频器市场容量分析目前，大功率高压变频器的使用范围基本上覆盖了我国各主要行业，如:电力、市政供水、冶金、石油、化工、采矿、煤炭、造纸、建材等。产品电压等级包括3kV、6kV和10kV以及油田专用潜油电泵使用的1,140V-2,400V产品。基本可拖动风机、水泵、压缩机等各类负载。据统计:截至2003年底，全国高压变频器的累计市场销售额不到20亿元人民币。与潜在的巨大市场相比，仍处在启动和增长期，还需要政企，银企、制造厂各方面共同推动。据国家《电动机调速技术产业化途径与对策的研究》的报告，我国发电总量的66%消耗在电动机上，截止到1999年底，我国具有各类风机约780万台，水泵4,000万台，空压机560万台，这些装置又占去了电机耗电的一半以上。据统计：低压电机(690V以下)的数量是高压的几十倍，但所消耗的电能仅为高压的八分之一左右。截止到2003年底，我国3kV以上高压电机的总容量已超过2亿kW，每年还以600万kW以上的速度在增长，我们不妨设想一下，如果这其中约三分之一电机(35%)需要调速，今后十年，2亿kW×35%=0.7亿kW，若按照我们目前平均1500元/kW的价格计算，未来10年的市场总额大致应在1500×0.7亿kW=1050亿，考虑价格等其他因素实际总额应在800-900亿之间。年平均数应在80-90亿元之间，当然这是在市场稳定之后的年平均市场容量，实际容量应该更大。1.5国内高压变频市场及用户特点中国的市场有着其极其的特殊性，高压变频器的使用环境、用户特点与国外差别很大，主要有以下几点:1)行业性很强。集中在冶金、电力、供水、石油、化工、煤炭等几个国有行业。其中:工业用电中石油、煤炭等能源行业耗电占22.34%;化工占14.73%;冶金占14.18%;机械建材10.96%;供水10.53%等等。2)上述行业中大都为国有控股企业，定购产品涉及动力、计划、技术改造等部门，购买决策周期长。3)一次性投资购买设备金额较大，若能采用卖方信贷、租赁、节能效益还款等方式促销，会使用户更快接收。4)各类负载工况差异大，使用经验相对少。5)目前全国各行业只有少数高压电机使用变频或其它调速方式，市场空白点多。6)政府行为和市场的不确定性。高压变频器属于投资类设备，主要用于节能和改善生产工艺工况。用户是否购买此类设备与政府的政策关联度很大。如政府推广力度较大，市场启动会更快一些，反之则慢。另一方面受国际、国内经济大环境的影响及国内用户(行业)整体经济效益好坏的影响，也会关系到市场的大小，快慢。因此，在未来市场发展过程中仍会存在着一些不确定的因素。二、基础知识握电机铺调速甜方式阀简析肿变频颗调速障节能阿原理饿高压做变频博基本瓶知识威2.煌1恩电机宋调速圆方式鞋简析侦电机决转速申n取辆决于锹旋转扣磁场员速度洁，可果表示身为n扇＝（软1－润s）齐×鞠f叛/捧p扭因此忙要改昏变电帖机速臣度，浅可以再改变抱：1旷）电絮机极植对数颜p必2）沟电机堵转差擦率s奔3）消电机捷电源威频率破fn＝（1－s）×f/p养n＝死（1兔－s孩）仁×议f标/n＝（1－s）×f/p频率转差率极对数频率转差率极对数定子电压转子定子电压转子串级耦合电阻串级耦合电阻势2.杠3提变频除调速已节能谦原理贡节能风原理循：流量~流量~n流量：Qn压力：Hn2功率：Pn3压力

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