冶金自動化研究設計院 總工程師
、博士李崇堅在“智能電器與裝備製造論壇”上發表講話
，他主要談幾個方麵：一、智能技術的發展曆程；二
、電氣傳動係統的智能化；三、電機係統節能與智能化；四
、鋼鐵生產流程的電氣裝備
；五、電機變頻節能的一些問題。

冶金自動化研究設計院 總工程師
、博士李崇堅

   由中國機械工業聯合會指導
，中國電器工業協會
、機械工業信息研究院、上海電器科學研究所主辦，浙江正泰電器股份有限公司承辦，機工傳媒《電氣時代》雜誌社協辦的“智能電器與裝備製造論壇”於2009年11月14日在溫州舉行。冶金自動化研究設計院 總工程師
、博士李崇堅發表了講話

，他主要談幾個方麵：一
、智能技術的發展曆程；二、電氣傳動係統的智能化；三、電機係統節能與智能化
；四、鋼鐵生產流程的電氣裝備；五、電機變頻節能的一些問題。

智能技術的發展曆程

   我們現在談的智能技術
，其實是廣義智能控製，由三個部分組成：檢測（儀表）
、控製（計算機）
、執行（電力電子與電氣傳動）。
  
   我國自動化技術的發展，是從工業改革開始。從時鍾
、風車的控製，到蒸汽機和速度控製，到天文望遠鏡和水利發電，最後認識到反饋控製。20世紀40~60年代
，經典控製理論出現。它主要是通過數學方程來描述。20世紀60~70年代，出現了現代控製理論，強調非線性時變係統和時域分析。1956年，美國心理學家、數學家，計算機科學家和信息論學家通過共同討論，建立起了智能科學。智能控製強調三點：非結構化

、不確定性、高度自主。
  
   自動化係統硬件的發展經曆了四個階段。第一階段，1900年，電氣時代開始；第二階段，1941年，世界上第一台電子計算機這個龐然大物誕生；第三階段，模擬係統，人工記錄；第四階段，現代個人電腦。

   當前電力
、dianzimianlinjishuyuyingyongdezhuanbian。nengyuanshidangjinrenleimianlindezhongdawenti，erxinxijishufazhanzuikuai，dianlidianzishinengyuanbianhuanyuxinxikongzhideguanjianhuanjie


，yinci
，dianlidianzidedaogaoduzhongshihefazhan。xianzaizhuyaodewenti，butongdeguojiahebutongdelingyu，duizhinengdianwangderenshibutong。danshizongtilaishuo，duiwomendiangongxingyelaishuo
，shiyigefeichangdadefazhanshangji。

電氣傳動係統的智能化

   隨著單台計算機數字控製調速係統的完善化、成(cheng)熟(shu)化(hua)，現(xian)代(dai)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)工(gong)程(cheng)開(kai)始(shi)加(jia)強(qiang)與(yu)數(shu)字(zi)調(tiao)速(su)係(xi)統(tong)的(de)通(tong)訊(xun)聯(lian)網(wang)，國(guo)際(ji)上(shang)的(de)電(dian)氣(qi)傳(chuan)動(dong)產(chan)品(pin)都(dou)要(yao)求(qiu)具(ju)有(you)與(yu)基(ji)礎(chu)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)通(tong)訊(xun)聯(lian)網(wang)的(de)功(gong)能(neng)。電(dian)氣(qi)傳(chuan)動(dong)作(zuo)為(wei)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)的(de)執(zhi)行(xing)部(bu)分(fen)，隨(sui)著(zhe)計(ji)算(suan)機(ji)技(ji)術(shu)
、自動化控製技術的發展，電氣傳動成為自動化網絡的智能終端。自動化係統在過去100多年來不斷發展，繼電器邏輯控製已逐步發展到可編程控製即PLC。另外，化工、石油化工儀表控製係統逐步發展為集散控製係統即DCS。電氣傳動實現了數字調速控製即DSC。今年，這三種控製係統開始逐步融合。 
    
   現場總線實現了這種聯網控製。特別是最近發展的能源互聯網
、物聯網，為電工行業提供了一個發展的空間。我認為，在不同的行業，對現場總線有不同的認識。
     
   現在已經有了專門做現場總線互換的公司，例如正泰電器。這些行業上的發展，需要我們認真去研究。

   特(te)別(bie)值(zhi)得(de)一(yi)提(ti)的(de)是(shi)電(dian)氣(qi)傳(chuan)動(dong)係(xi)統(tong)，發(fa)生(sheng)了(le)根(gen)本(ben)性(xing)的(de)變(bian)革(ge)。現(xian)在(zai)的(de)功(gong)能(neng)櫃(gui)裏(li)麵(mian)就(jiu)是(shi)計(ji)算(suan)機(ji)
，這(zhe)也(ye)是(shi)智(zhi)能(neng)的(de)
，用(yong)光(guang)纖(xian)連(lian)接(jie)在(zai)一(yi)起(qi)的(de)。電(dian)氣(qi)傳(chuan)動(dong)係(xi)統(tong)在(zai)不(bu)斷(duan)智(zhi)能(neng)化(hua)
，然(ran)後(hou)用(yong)光(guang)纖(xian)進(jin)行(xing)聯(lian)網(wang)。即(ji)使(shi)在(zai)外(wai)行(xing)看(kan)來(lai)隻(zhi)可(ke)能(neng)是(shi)一(yi)個(ge)普(pu)通(tong)的(de)分(fen)流(liu)器(qi)，實(shi)際(ji)上(shang)卻(que)是(shi)一(yi)個(ge)電(dian)壓(ya)檢(jian)測(ce)儀(yi)。
  
   美國提出，智能功率模塊中

，點的接口叫做PEBB。發展更進一步的，是器件一體化（IPM），將功率芯片和控製電路集成一體化
，滿足低成本
、小型化、高可靠性和易使用的要求。
  
   電氣傳動係統配套智能電器
，應該是具有自動化控製與信息聯網功能的電器設備。還有就是智能電機。智能電機將變頻器
、電機、控製係統集成一體，形成信息傳遞、能量變換
、運動控製一體的智能電機。

電機係統節能與智能化

   2006年國家發改委啟動規劃提出的十大重點節能工程，其中第五項巍峨電機係統節能。每年國家資助約100個電機係統節能項目。“十一五”規劃目標“電機係統運行效率提高2個百分點，年節電200億千瓦時（相當於兩個三峽電站發電量）。電機係統節能。我本人也是參加電機轉化的一員。
  
   這是一個整體電機係統，主要采用變頻調速方式
，改變風機
、水泵、壓縮機等驅動電機運行速度，效率可提高15—30%    從(cong)電(dian)網(wang)供(gong)電(dian)給(gei)變(bian)壓(ya)器(qi)，然(ran)後(hou)實(shi)現(xian)風(feng)機(ji)。這(zhe)是(shi)一(yi)個(ge)廣(guang)義(yi)的(de)階(jie)段(duan)，以(yi)最(zui)小(xiao)的(de)電(dian)能(neng)完(wan)成(cheng)最(zui)大(da)的(de)功(gong)效(xiao)。我(wo)們(men)要(yao)根(gen)據(ju)這(zhe)個(ge)工(gong)藝(yi)的(de)變(bian)化(hua)，不(bu)斷(duan)來(lai)調(tiao)整(zheng)電(dian)機(ji)係(xi)統(tong)效(xiao)率(lv)。煤(mei)礦(kuang)的(de)通(tong)風(feng)機(ji)是(shi)設(she)計(ji)在(zai)15年以後
，這個風道的風級需要2千千瓦。在15年以後，才大了3千千瓦
，前15nian，womendaliangdefengjidoushizhemeyongde。haiyouyigejiushifengliyeyoubianhua。xiatianhedongtiandeqingkuangdoushibuyiyangde。danshishejideshihoudoushianzhaozuifuzadeqingkuangshejide。
  
   從存在問題來看
，有四點。一、目前，我國電機係統運行效率低、能耗高，主要是電動機及被拖動設備本身效率低，另外係統匹配和調節方式不合理造成係統效率低。二、設備陳舊、效率低。電動機、風機
、水泵等設備落後

，效率比發達國家平均低3-5個百分點。三、“大馬拉小車”現象嚴重。由於我國設備可靠性差，設計選型富裕量大，設備長期字低負荷區運行。四、係統調節方式落後。風機、泵類調節大部分仍采用機械節流方式。我國中小電機設計與製造能力強，產品已能批量出口。按照國際IEC電機標準，高效電機效率為91—96%，低效電機為75—89%。
  
   目前我國實際運行中的電動機主要集中在為0.55KW———100 KW功率等級，為總運行台數的95%以上

，平均 效率為89.3%。
  
   我國已能生產6英寸晶閘管
，達到國際先進水平。 以晶閘管為功率器件的大功率交交變頻、高壓同步電機軟起動等技術已有相當的基礎
，已可以實現國產化，廣泛應用於冶金、礦山等領域。但應用範圍局限，國家重大工程的大功率變頻調速依賴國外。高壓變率是當前電機節能的重點，國產化已占領市場60%以上
，在高壓方麵
，我們的國家還是取得很大的成績。
  
   我wo國guo電dian機ji係xi統tong節jie能neng產chan業ye存cun在zai諸zhu多duo問wen題ti。我wo國guo電dian機ji係xi統tong節jie能neng技ji術shu與yu裝zhuang備bei水shui平ping距ju離li節jie能neng的de目mu標biao相xiang差cha很hen遠yuan，才cai用yong變bian頻pin調tiao速su的de電dian機ji係xi統tong仍reng為wei少shao數shu，不bu到dao總zong量liang的de10%
；jishuyuchanpinluohouyuxunsufazhandejienengshichangxuqiufanchajuda

，yanzhongzhiyuelewoguodianjixitongjienengdeshixian。guojiahaimeiyouxingchengdianlidianzijibianpintiaosulingyujishuhechanpinyanfadepingtai，wufaxingchengchanyeguimo。woguogailingyujishuzaizongtishangyuguojishuipingxiangcha10年。
  
   近年來，我國政府對電機係統節能及電力電子十分重視，給以政策、科研項目、節能資金等支持。

關於鋼鐵生產流程的電氣裝備
  
   鋼鐵工業是重要的技術原材料工業，中國的鋼產量連續十幾年位居世界第一，2008年中國鋼鐵產量達5億噸。經濟危機預計造成2009年全球鋼鐵產量將減少8.6億噸。但中國鋼產量仍預計增長18%。2009年達到5.5億噸。鋼鐵行業產能過剩，麵臨的主要任務是調整產業結構，推進節能減排和循環經濟。
  
   新一代鋼鐵生產流程循環經濟鏈是國家科技部重點項目。具體內容是

，利用煤氣建設120萬千瓦的發電廠，利用廢氣建設500萬噸的水泥廠。
  
   現在
，我國主要發展低炭經濟，要減少二氧化碳的排放
，我們還要關注環保與餘熱回收的問題。
  
   鋼鐵循環經濟
，廢鋼比例增加，電爐煉鋼隨之增加
，要求大功率電力電子變換器
，解決電網衝擊的無功補償器SVC。大型熱軋機已經得到了很快的發展，國產化設備市場占有率達到70%。大da型xing的de熱re軋zha機ji已yi經jing飽bao和he了le。冷leng軋zha機ji大da部bu分fen是shi進jin口kou的de，國guo產chan化hua設she備bei技ji術shu還hai不bu過guo硬ying。國guo內nei變bian頻pin器qi產chan業ye發fa展zhan迅xun速su
，但dan技ji術shu性xing能neng，可ke靠kao性xing達da不bu到dao軋zha機ji轉zhuan動dong要yao求qiu。
  
關於電機變頻節能遇到的一些問題
  
   suizhebengyubiansubengdebinglianyunxing
，bengdebinglianyunxingyaofenxizuliquxian
，ruguoguanwangyaliyouyaoqiu
，binglianyunyongfenxiyaoshenzhong。mouxietiaojianxia，biansuyaoyudingsubinglianyunxing
，buyidingnengdadaojienengxiaoguo。dianjizhongduandegongmodianya
，jiaozhijiaobianlvqishuchuPWW波形的問題。共模反射電壓引起過電壓，造成電機、電纜過電壓擊穿。