變頻調(diào)速設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化體系研究與標(biāo)準(zhǔn)研制設(shè)想

全國變頻調(diào)速設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會 趙相賓 董桂敏

編者按：本文通過分析近年我國變頻調(diào)速設(shè)備市場需求、應(yīng)用領(lǐng)域和技術(shù)發(fā)展趨向，提出了急需標(biāo)準(zhǔn)化解決的有關(guān)問題，由此提出全國變頻調(diào)速設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（SAC/TC518）標(biāo)準(zhǔn)體系研究和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定的規(guī)劃

一、建立變頻調(diào)速設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化框架體系目的和意義

當(dāng)前，變頻調(diào)速設(shè)備已被廣泛應(yīng)用于電力、石油、石化、冶金、化工、市政供水、礦山、有色、水泥、紡織、造紙、印染、船舶、鐵路等多個行業(yè)。在環(huán)保節(jié)能意識提高、國家政策推動和企業(yè)經(jīng)濟利益的驅(qū)動下，變頻調(diào)速設(shè)備應(yīng)用的廣度和深度正日益得到提高，行業(yè)進(jìn)入爆發(fā)性增長時期。石油、石化、機械、冶金等行業(yè)都經(jīng)過了單系統(tǒng)試用、大量使用和整套裝置系統(tǒng)使用3個發(fā)展階段，取得了節(jié)能、增產(chǎn)的顯著效果，其中煉油、化工、供水、天然氣處理等系統(tǒng)中廣泛采用了變頻器，低壓變頻調(diào)速的普及率已達(dá)70%，水泵、風(fēng)機機組上采用中壓變頻技術(shù)，保證了生產(chǎn)，節(jié)約了能源。

針對目前我國資源節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)覆蓋范圍狹窄，標(biāo)準(zhǔn)化研究專家建議，我國應(yīng)盡快制訂詳細(xì)的資源節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)，以推進(jìn)節(jié)約型社會建設(shè)和循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展。我國要在未來幾年內(nèi)制訂資源節(jié)約與綜合利用標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展計劃，這是經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要途徑。由此可見，研究建立我國變頻調(diào)速設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)體系和制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，是電器工業(yè)裝備領(lǐng)域十分緊迫的任務(wù)。

目前國家已將變頻調(diào)速技術(shù)列入通用節(jié)能技術(shù)加以推廣，相關(guān)行業(yè)的發(fā)展都需要標(biāo)準(zhǔn)化工作的同步支持，如果沒有標(biāo)準(zhǔn)化工作的指導(dǎo)和協(xié)調(diào)，將會使行業(yè)的發(fā)展陷入混亂狀態(tài)。為了規(guī)范市場經(jīng)濟秩序和完善市場經(jīng)濟體系建設(shè)，需要標(biāo)準(zhǔn)體系作為必要的技術(shù)支撐。在全球經(jīng)濟一體化的新形勢下，提高產(chǎn)品質(zhì)量、服務(wù)質(zhì)量和工程質(zhì)量，增強企業(yè)和產(chǎn)品在國際市場的競爭力，需要一個先進(jìn)的、與國際接軌的標(biāo)準(zhǔn)體系作為重要的應(yīng)對手段；為促進(jìn)行業(yè)經(jīng)濟、技術(shù)持續(xù)快速健康協(xié)調(diào)發(fā)展需要一個完善的標(biāo)準(zhǔn)體系作為重要技術(shù)基礎(chǔ)。為此要規(guī)范我國變頻調(diào)速技術(shù)方面的標(biāo)準(zhǔn)，提高產(chǎn)品可靠性工藝水平，實現(xiàn)規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，促進(jìn)科技成果有效、及時轉(zhuǎn)化為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，打造具有競爭力的“中國標(biāo)準(zhǔn)”，以滿足經(jīng)濟、社會發(fā)展的需要，為經(jīng)濟、社會和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供適用的重要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

二、變頻調(diào)速設(shè)備領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀

針對國務(wù)院對建設(shè)節(jié)約型社會和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的重要部署及機電產(chǎn)品節(jié)能的重要性，制訂和推廣電能節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)是節(jié)約資源、促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的一項重要措施。2006年中國電器工業(yè)協(xié)會變頻器分會成立，將在宣貫、實施行業(yè)的國家標(biāo)準(zhǔn)，提供行業(yè)技術(shù)信息和市場情況，加強技術(shù)引導(dǎo)和行業(yè)管理等方面提供有力保證。2011年全國變頻調(diào)速設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會成立，在加大標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新、加強標(biāo)準(zhǔn)化制定、通過標(biāo)準(zhǔn)化工作引領(lǐng)技術(shù)進(jìn)步、推進(jìn)變頻調(diào)速設(shè)備國產(chǎn)化進(jìn)程，也使我們肩負(fù)了歷史責(zé)任。

目前，我國還沒有變頻調(diào)速設(shè)備的獨立標(biāo)準(zhǔn)，只有4個電氣傳動設(shè)備系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，變頻調(diào)速設(shè)備只是作為一個部件，涉及某些相關(guān)技術(shù)問題，只能參考應(yīng)用。新成立的“全國變頻調(diào)速設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會”已將采用重大創(chuàng)新技術(shù)、推廣先進(jìn)技術(shù)、提高產(chǎn)品檔次作為推進(jìn)變頻調(diào)速設(shè)備國產(chǎn)化進(jìn)程中的指導(dǎo)思想，首先要建設(shè)和完善一個具有一定的技術(shù)和人才優(yōu)勢的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會，制定出高水平的變頻調(diào)速設(shè)備國家標(biāo)準(zhǔn)，做好產(chǎn)品的宏觀管理指導(dǎo)。

目前變頻調(diào)速設(shè)備現(xiàn)行可參考國家標(biāo)準(zhǔn)有GB/T 12668.1—2002 《調(diào)速電氣傳動系統(tǒng) 第1部分：一般要求 低壓直流調(diào)速電氣傳動系統(tǒng)額定值的規(guī)定》、GB/T 12668.2—2002《調(diào)速電氣傳動系統(tǒng) 第2部分：一般要求 低壓交流變頻電氣傳動系統(tǒng)額定值的規(guī)定》、GB 12668.3—2003《調(diào)速電氣傳動系統(tǒng) 第3部分 ：產(chǎn)品的電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)及其特定的試驗方法》、GB/T 12668.4—2006《調(diào)速電氣傳動系統(tǒng) 第4部分：一般要求 大于1kV但不超過35kV的交流電氣傳動系統(tǒng)額定值的規(guī)定》。在推進(jìn)變頻調(diào)速設(shè)備國產(chǎn)化進(jìn)程中，沒有獨立可執(zhí)行的生產(chǎn)、檢測、驗收等方面的標(biāo)準(zhǔn)，所以需要加強變頻器標(biāo)準(zhǔn)化制定工作，彌補標(biāo)準(zhǔn)缺失，逐步完善標(biāo)準(zhǔn)體系，通過標(biāo)準(zhǔn)化工作引領(lǐng)本領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步。全國變頻調(diào)速設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會的建立，標(biāo)志著中國變頻器產(chǎn)業(yè)及相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)入技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范化時代。

三、變頻調(diào)速設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化重點工作領(lǐng)域

變頻調(diào)速設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會工作范圍涉及冶金、礦山、電力、交通、國防、石油、煤炭、化工、輕工等廣泛的電機變頻調(diào)速的領(lǐng)域。工作范圍包含由變流器部分、速度、轉(zhuǎn)矩、電流或電壓控制設(shè)備以及電力半導(dǎo)體門極控制系統(tǒng)等組成的變頻調(diào)速設(shè)備，但不包含諸如饋電部分、電機和輔助設(shè)備等擴展設(shè)備組成的傳動系統(tǒng)。

——風(fēng)機和泵類機械通用變頻調(diào)速設(shè)備

幾乎在所有的行業(yè)中，風(fēng)機和泵類通用機械都由交流電動機拖動，它的用電量占全國總電量的1/3左右。過去這類電機都直接接入電網(wǎng)，不能實現(xiàn)調(diào)速，只好采用擋板和閥門來調(diào)節(jié)，浪費了大量電能。采用變頻調(diào)速后，通過改變電機轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)流量，一般可節(jié)電30%～50%。

——高性能變頻調(diào)速設(shè)備

隨著電力電子和交流電機控制技術(shù)的發(fā)展，大型工業(yè)系統(tǒng)中軋鋼、提升機、造紙機等傳統(tǒng)由直流電機調(diào)速的場合，近年來，均用變頻調(diào)速取代直流調(diào)速，達(dá)到了提高性能、減少維護(hù)并可節(jié)能20%～30%的效益。

——牽引用變頻調(diào)速設(shè)備

牽引用變頻調(diào)速設(shè)備用于電力機車、輕軌等電驅(qū)動運輸機械。這類驅(qū)動過去也多采用直流調(diào)速，現(xiàn)在正逐步改為變頻調(diào)速。由于工作環(huán)境惡劣，對產(chǎn)品耐電壓波動、結(jié)構(gòu)、冷卻等方面都有特殊要求，牽引調(diào)速用的多為專用變頻調(diào)速設(shè)備。

——專用變頻調(diào)速設(shè)備

針對冶金、礦山、電力、交通、國防、石油、煤炭、化工、輕工等變頻調(diào)速器應(yīng)用領(lǐng)域的要求，需要的專用變頻調(diào)速設(shè)備。

——綠色發(fā)電用變頻調(diào)速設(shè)備

綠色發(fā)電即利用風(fēng)力、水力及太陽能發(fā)電，在環(huán)境問題日益突出的今天，這類發(fā)電受到越來越多的關(guān)注，其發(fā)展非常迅速。發(fā)電機改用繞線異步機（有刷或無刷），轉(zhuǎn)子由變頻器供電、交流勵磁，既簡化了調(diào)速機構(gòu)又提高了效率。

四、變頻調(diào)速設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化體系的框架組成

根據(jù)變頻調(diào)速設(shè)備的技術(shù)應(yīng)用與行業(yè)需求分析，其標(biāo)準(zhǔn)體系框架主要包括以下幾部分：

1、通用變頻器標(biāo)準(zhǔn)

以通用變頻器的技術(shù)為依托，制訂相應(yīng)的產(chǎn)品及方法標(biāo)準(zhǔn)，如安全規(guī)程、環(huán)境條件規(guī)程、電磁兼容規(guī)程、額定值特性等。

2、專用變頻器標(biāo)準(zhǔn)

主要考慮各行業(yè)的相關(guān)生產(chǎn)、工藝流程及行業(yè)管理的不同特點，制訂相應(yīng)的專用變頻器技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。行業(yè)主要包括冶金、煤炭、電力、石化、輕工 、紡織、建材、機械等。石化行業(yè)包括合成橡膠、染料、石油和石化裝備；輕工行業(yè)包括印刷、塑料、陶瓷、造紙和縫制裝備；紡織行業(yè)包括針織、棉紡、麻紡裝備；建材行業(yè)包括水泥、玻璃裝備等。

3、伺服系統(tǒng)變頻調(diào)速設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)

在機床上及目前大量配套使用的雕刻機、擠壓機、拉絲機、銑床、研磨機、磨光機等伺服系統(tǒng)變頻調(diào)速設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)。

4、綠色發(fā)電用變頻調(diào)速設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)應(yīng)用變頻器的裝置特點，制訂相應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電用及光伏發(fā)電用變頻調(diào)速設(shè)備技術(shù)條件，變頻調(diào)速設(shè)備試驗方法等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

5、變頻器相應(yīng)的能效標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)國家相應(yīng)的能效要求，制訂變頻器的能效標(biāo)準(zhǔn)。

6、變頻調(diào)速設(shè)備用相關(guān)部件的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)變頻器的技術(shù)特點及相應(yīng)控制裝置的技術(shù)要求，制訂相關(guān)配套部件標(biāo)準(zhǔn)，以滿足變頻器的技術(shù)需求。

全國變頻調(diào)速設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會將全面啟動變頻調(diào)速設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作，著手制定行業(yè)空缺的標(biāo)準(zhǔn)，逐步實現(xiàn)變頻調(diào)速設(shè)備通用標(biāo)準(zhǔn)、各行業(yè)特性標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、方法標(biāo)準(zhǔn)相配套，逐步建立科學(xué)完善的標(biāo)準(zhǔn)體系，實現(xiàn)變頻調(diào)速設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌。