冶金自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院大功率交交變頻調(diào)速系統(tǒng)及推廣應(yīng)用項(xiàng)目近日獲北京市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。該項(xiàng)目的技術(shù)水平，裝備制造及工程應(yīng)用的業(yè)績(jī)已達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，標(biāo)志著我國(guó)在大功率交流調(diào)速理論研究、裝備制造、工程設(shè)計(jì)與調(diào)試技術(shù)躋身于世界先進(jìn)行列。
交交變頻調(diào)速技術(shù)廣泛應(yīng)用于軋鋼機(jī)、礦井提升機(jī)等大容量低速運(yùn)轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械，取代傳統(tǒng)的直流調(diào)速將產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益，國(guó)內(nèi)外鋼鐵及煤炭行業(yè)已陸續(xù)采用并推廣這一技術(shù)。由于該系統(tǒng)復(fù)雜，裝備容量大，涉及到電力電子、自動(dòng)控制和電機(jī)等多個(gè)不同的學(xué)科，所以長(zhǎng)期以來(lái)被少數(shù)國(guó)外公司壟斷，我國(guó)大容量交流調(diào)速傳動(dòng)裝備只能依賴進(jìn)口。在國(guó)家九五重大裝備技術(shù)攻關(guān)，國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目支持下，冶金自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院從上世界八十年代開(kāi)展該技術(shù)的研究及國(guó)產(chǎn)化裝備的研制，取得了豐碩的成果。
該項(xiàng)目在理論研究和裝備技術(shù)上多次實(shí)現(xiàn)重大創(chuàng)新，獲專利7項(xiàng)（其中發(fā)明專利3項(xiàng)），軟件著作權(quán)3項(xiàng)。首次提出阻尼磁鏈定向控制理論與方法，完善了同步電機(jī)磁場(chǎng)定向控制理論，獲得中國(guó)發(fā)明專利；建立了交交變頻同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的仿真平臺(tái)，提出電網(wǎng)、變頻器、電機(jī)、控制系統(tǒng)一體化系統(tǒng)理論與分析方法；建立了大型交流調(diào)速系統(tǒng)電網(wǎng)無(wú)功與諧波計(jì)算方法與軟件，提出交交變頻無(wú)功補(bǔ)償及諧波治理的方法；采用現(xiàn)代控制理論研制成功負(fù)荷觀測(cè)器解決了軋機(jī)主傳動(dòng)機(jī)電振動(dòng)問(wèn)題；提出交交變頻同步電機(jī)的阻尼繞組理論及設(shè)計(jì)方法，帶動(dòng)國(guó)內(nèi)電機(jī)廠變頻同步電機(jī)研制成功并形成規(guī)模；建立了交交變頻調(diào)速系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)理論與方法并獲得軟件著作權(quán)；在國(guó)內(nèi)首次提出交交變頻同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的工程調(diào)試?yán)碚撆c方法，成功應(yīng)用于工程實(shí)踐。
該項(xiàng)目在交交變頻調(diào)速裝備國(guó)產(chǎn)化多次取得重大成果。研制成功4英寸國(guó)產(chǎn)大功率晶閘管及交交變頻功率柜，并形成規(guī)模產(chǎn)業(yè)，變頻器單機(jī)容量達(dá)20MVA；十多年來(lái)研制的大功率交交變頻同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)多次創(chuàng)造“國(guó)內(nèi)首創(chuàng)”、“中國(guó)第一”，各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。1993年研制成功國(guó)內(nèi)第一臺(tái)2500Kw大功率交交變頻同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng);1996年研制成功國(guó)內(nèi)第一臺(tái)全數(shù)字控制交交變頻同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng);1999年研制成功國(guó)內(nèi)第一套軋機(jī)雙機(jī)傳動(dòng)交交變頻同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng);2000年研制成功國(guó)內(nèi)第一套熱連軋機(jī)主傳動(dòng)交交變頻同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng);2001年研制成功國(guó)內(nèi)第一套礦井提升機(jī)交交變頻同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。
由于冶金自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院長(zhǎng)期以來(lái)在大功率交交變頻調(diào)速技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化方面堅(jiān)持不懈的努力，為大大促進(jìn)我國(guó)大型變頻調(diào)速裝備的國(guó)產(chǎn)化，帶來(lái)企業(yè)增產(chǎn)、技術(shù)進(jìn)步的顯著效益做出了重大貢獻(xiàn)。大功率交交變頻調(diào)速裝備應(yīng)用于鋼鐵行業(yè)取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益，并帶動(dòng)了電力電子及電機(jī)制造技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)國(guó)產(chǎn)大功率交流調(diào)速在礦井提升、船舶推進(jìn)、磁懸浮牽引、油氣輸送、電機(jī)節(jié)能等應(yīng)用。2002-2004年，冶金自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院在鋼鐵行業(yè)推廣的交交變頻項(xiàng)目銷售額5.7億，新增利潤(rùn)1.1億。攀枝花鋼鐵公司熱連軋廠采用國(guó)產(chǎn)大功率交交變頻系統(tǒng)，節(jié)約工程投資2877萬(wàn)元，提高產(chǎn)量30%，當(dāng)年新增效益1.17億。營(yíng)口中板廠交交變頻調(diào)速系統(tǒng)投運(yùn)一年半，產(chǎn)量增加了4倍，新增利稅5.7億。淮南礦主井提升機(jī)交交變頻調(diào)速投入運(yùn)行后，當(dāng)年完成產(chǎn)量507萬(wàn)噸，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值10億元。截至目前，冶金自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院已向鋼鐵行業(yè)推廣大功率交交變頻同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)112臺(tái)，總裝機(jī)約876MW，大功率交交變頻調(diào)速裝備的國(guó)產(chǎn)化替代了進(jìn)口，使國(guó)產(chǎn)化裝備市場(chǎng)占有率超過(guò)67%，不僅扭轉(zhuǎn)了大容量交流調(diào)速傳動(dòng)裝備長(zhǎng)期依賴進(jìn)口的局面，促使外商降價(jià)1/2，降低了軋機(jī)傳動(dòng)設(shè)備的投資，大大促進(jìn)我國(guó)鋼鐵工業(yè)交流調(diào)速技術(shù)的推廣應(yīng)用，并且走出國(guó)門(mén)，承接芬蘭、瑞典等國(guó)外鋼鐵廠的軋機(jī)交交變頻傳動(dòng)改造工程，有效提升了國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。
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