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陈伯时教授回忆变频器的发展

2008-09-15 08:58 工业·编程 ⁄ 共 1480字 ⁄ 字号 暂无评论

陈伯时教授是我国电气传动和电气自动化学科的著名学者、创始人和开拓者之一。他一直在该学科前沿的理论、技术和实践上进行研究,创造性地提出电力拖动自动控制规律和控制系统的工程设计方法,建立了该项技术的科学体系。陈教授在交流调速系统的研究上也做了许多工作,开发了多种变频器,发表了许多有价值的论文。1998年退休后,仍积极关注并支持着国内交流调速的发展,尤其是国产变频器的研发。

早在1963年,上海整流器厂就已经研制出国内第一只可控硅,比日本还要提前1年。1965年,我国就开始研究可控硅变频器,但由于可控硅的先天不足,这种变频器发展比较缓慢。80年代,许多高等学校和研究院所积极开发GTR变频器,后期更进一步研制了IGBT变频器,并纷纷将技术转让企业生产,但由于企业规模小,没有自动化生产线,仅靠手工焊板,无法生产出高精度高可靠性的变频器。有些国营大厂,如北京电机厂、大连电机厂,从日本引进了GTR变频器的生产线,引进当时就已经是被淘汰的落后设备,虽经努力,最终未能形成国产变频器的支柱力量。

1994年底,我应邀去台湾参加了电力电子研讨会,会后有机会与台湾多家变频器厂交流,发现其中只有2家企业具备完整的自动化生产线,其他厂家都由自己设计后,交由所谓“上游厂”代加工电路版,检查合格后再自己组装、测试并出售。然而大陆内地在当时计划经济的体制下,众多企业还是“大而全、中而全、小而全”,多数停留在手工焊接电路板而不能保证质量,少数企业试图建立自动化生产线,由于资金限制而被迫中止。回来后,我曾多次介绍和呼吁,但均未见成效。只有在中央改革开放的方针下,特别是深圳经济特区市场经济发展迅猛,形成了代加工市场,解决了变频器厂家的“设备”难题。与此同时,在国内已经开发出IGBT变频器的形势下,国外IGBT才大量涌入,带来了国内变频器的快速发展,国产变频器厂家纷纷崛起。

上个世纪90年代中期,国外变频器厂商陆续进入中国市场。1994年美国罗宾康公司亚洲业务代表蔡敏思女士到中国开发市场时曾征求我的意见,我看到他们单元串联式(现称级联式)高压变频器的方案,立刻认为这是解决高压装置的好办法,告诉她一定会有市场。后来事实证明罗宾康在中国取得了很大的成功,而国内有识之士也纷纷开发这种型式的高压变频器,使节能急需的风机、水泵高压变频得到了很大的发展,成为近十年来国内变频器行业的突出亮点。

最近10年,采用无速度传感器控制的矢量控制和直接转矩控制系统的高动态性能变频控制技术逐渐升温,有还是没有无速度传感器控制技术成为高性能通用变频器和一般通用变频器的分水岭。深圳华为电气公司创先开发出高性能变频器,雄厚的研究资金和人才资源、先进的生产线及测试设备成为他们获得成功的强大支柱。其后,不少国产变频器也先后达到了高性能的水平,上海艾帕电力电子公司更开发出无速度传感器控制的高性能级联式高压变频器。

10年来,我国变频器虽然遍地开花,但变频器的核心——IGBT器件始终依赖进口,成为制约国产变频器发展的瓶颈。我们国家在第8个5年计划中就有研制IGBT的计划,也有一些国营和民营企业着力于开发和生产IGBT,但由于体制因素和资金不足,使我国IGBT生产始终停滞不前。直到最近,实现国产IGBT的曙光开始出现,信息产业部电子信息产品管理司已经把发展全控型电力电子器件纳入工作计划,已有多位在国外有丰富研制IGBT经验的专家回国办厂,国内生产集成电路多年、具有精细加工能力的企业已经具备IGBT和MOSFET的流片技术,只要有合理的政策出台,群策群力,就可为国内IGBT的设计和生产扫清最后的障碍。

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