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打造电气巨人——访成都佳灵电气制造有限公司总裁吴加林

信息来源:chuandong.biz  时间:2006-04-28  浏览次数:127

  吴加林,四川乐山人,高级工程师,作为有特殊贡献的优秀专家享受政府津贴。1992年被授予“中国优秀民办科技实业家”称号。中国电工学会高级会员、中国电工技术学会电控系统与装置专委会委员、中国电工学会电气自动化学会理事、中国机电一体化技术应用协会理事。目前已获专利39项,其主研开发的产品获市、省、国家奖励多达30余项。公开出版有《变频器应用手册》(第1、2版)、《调速用变频器及配套设备选用指南》等书。
  2003年1月,“可节电30%的直接高压变频器在成都问世”的消息引起了国内各大媒体的关注。该消息经成都媒体刊载后,被国内各知名新闻网站转载。中央各大媒体也对此表现了极大的兴趣,成都佳灵电气制造有限公司总裁吴加林因这项技术被工人日报誉为“中国变频器之父”的美称。这一技术成果已获国家专利,同时申报了世界专利。成都佳灵电气制造有限公司将该技术迅速转换成产品,目前已在油田、钢铁、化工等生产领域得到大面积的推广运用。
  吴加林先生的高压变频技术在当今世界同行业居于一个什么样的地位,将在工业领导产生什么巨大的影响?直接串联高压变频器会给我们带来什么?本刊报道部记者就此专访了成都佳灵电气制造有限公司总裁吴加林先生。
  记者:“可节电30%的直接高压变频器在成都问世”的消息引起了国内各大媒体的关注。该消息经成都媒体刊载后,被国内各知名新闻网站转载。中央各大媒体也对此表现了极大的兴趣,请问被命名为“佳灵1号”的佳灵高压变频器将给我们带来什么?以及攻克世界难题的现实意义?
  吴加林:世界上第一台可对几千伏、几万伏甚至几十万伏的电压、电流任意进行控制的变频器——直接高压变频器在成都问世。这是成都佳灵公司历经数载研制成功的,这项重大装备成果获得了国家专利。
  这项成果解决了“高速功率器件串联”这一世界性难题,在发电、输电、用电以及军事、航天、油田、钢铁、化工等诸多领域大有“用武之地”,不仅能有效提高电驱动设备的自动化水平,还具有降低能耗的突出优点,用于城市供电网络可节电30%左右。
  展望未来,佳灵将靠自己拥有的多项专利技术和自主知识产权,占领行业制高点,擎起“变频先驱,行业领军”的民族工业大旗。凭借对电力电子技术多年积累的经验和独到的思维,对市场的把握,通过电力电子领域的一场革命来带动各行业的发展,如:城市无功补偿、城市电网稳压、有源滤波、潮流控制、直流输电系统、柔性输电系统、地铁与轻轨、电动汽车、风力发电、大功率储能……
  记者:随着电力电子技术、计算机技术以及自动控制技术的迅速发展,电气传动技术正面临一场历史革命。请介绍当前电气传动技术的发展状况?
  吴加林:经过了二十多年的发展,近代交流传动逐渐成为电气传动的主流。异步电动机调速系统中,效率最高、性能最好的是变频调速系统,因此,对变频调速的研究是当前电气传动研究中最活跃、最有实际应用价值的工作。变频器产业的潜力非常巨大,值得强调的是,这里的“变频器产业”应该是“变频器技术产业”,或者说叫inverter technology 产业。正如IT产业不仅限于PC一样,变频器技术产业包括所有与变频器技术相关的产业,即电力电子器件的生产,驱动保护集成电路的生产,电气传动与系统控制技术,工业应用与其它。
  变频器的快速发展得益于电力电子技术、计算机技术和自动控制技术及电机控制理论的发展。当前竞争的焦点在于高压变频器的研究开发生产方面。
  变频器的发展水平是由电力电子技术、电机控制方式以及自动化控制水平三个方面决定的。在低压变频器领域,由于电力电子器件的耐压问题已解决,因此,形成了标准的电路拓朴结构,也不容易产生新的创新拓朴。也正因为功率开关器件的耐压满足不了中、高压变频器的需要,因此人们为了回避这个世界级的难题,创造了一些电路拓扑比如交交变频、单元串联多重化、三电平……如果器件的耐压能解决,则中、高压变频器不也就象低压变频器一样可以形成相同的统一的电路拓扑吗?所幸的是笔者发明的功率开关直接串联技术,彻底解决了功率开关器件的耐压问题,从而为人类对几千伏、几万伏、几十万伏的电压进行随心所欲的控制、管理开辟了一条新的道路。其中的应用之一就是使真正的直接高压变频器成为了现实。
  电机控制方式决定了变频器的性能水平和应用范围、效果。国产变频器都停留在V/F控制方式,决定了国产变频器只在中低端市场,特别是在风机、泵类的调速应用市场为主,难以和进口品牌匹敌。笔者发明的直接速度控制方式(DSC),将彻底改变这一现象。信息技术的发展也带动了自动化技术的发展,DSP引入变频器中,使复杂的实时运算,有了实现的手段,组成成套系统,变得轻松自如。
  人类对未知世界的不断探索,以及对地球可持续发展的忧虑,是变频器发展的强大动力。由于中国经济的蓬勃发展,改革开放已发展到只有靠降低能耗、提高质量,特别是用现代电子技术改造传统产业,从而使中国利用巨大的存量资产,低成本、快速地实现现代化成为迫切任务。现代电子技术有两大基石,一为信息处理技术,相当于人的大脑;另一为执行技术,相当于人的四肢。而变频器作为执行技术的主力军,当然会形成巨大的商机。这样将大大促进我国电力电子技术的发展,特别是变频技术的发展。
  可以看出,中、高压变频器自身发展所需技术的成熟,外部客观需要条件已具备,这将会为国产中、高压变频器带来阳光灿烂的春天。
  记者:据说“高压变频器”产品存在的最大技术难题是如何解决输出电压高与IGBT耐压低的矛盾,为此,国外产品解决的办法是将高压电机电压等级降低,国内产品是采取逆变器串联的办法,都不敢直接将IGBT串联,而贵公司在这方面,独树一帜,闯过难关,您能介绍一下这个课题的有关情况吗?
  吴加林:目前,在低压变频调速技术方面,变频调速技术的运用已经比较成熟,但在高压方面,由于变频器的核心器件—功率器件耐压能力所限,造成了现在的高压变频器不象低压变频器那样具有成熟的、一致性的拓扑结构。组成高压变频器的功率器件的耐压能力在长时间内还不可能满足高压变频调速的需要。功率器件的耐压等级决定了高压变频器的主路结构,要想避开器件串联而要作出高压变频器,必然使线路复杂化,从而产生一系列严重的相关问题。因此,如何解决高压变频器中的功率器件耐压能力问题,成为世界性难题。佳灵公司承担了此项国家重点技术创新项目,独树一帜,闯过难关,获得了成功。
  佳灵公司对此项课题采用了四项核心关键技术:高速功率器件的串联技术,正弦波技术,抗共模电压技术,DSC(直接速度控制)技术。据查新,世界各国均未生产出IGBT直接串联的高压变频器。原因正如业内一些权威人士所言:“IGBT是不能串联的。因为开关时间短,微秒级,很难保证所有管子串联同时开关。否则有的早开,所有的电压都来加在晚开的管子上,那么这个1200V的管子加上6000V,只能烧掉,一烧一串,不可能串联。”高压电机对变频器的输出电压波形有严格的要求,是业内人士都知道的常识。佳灵公司解决变频器输出电压波形,从两方面着手:一是优化PWM波形;二是研制出特种滤波器。
  我们对IGBT串联桥臂采用了独特的箝压技术,以及动态均流、均压技术,解决了开关速度不一致而造成的开通、关断时的过压问题,有效保证串联模块的工作安全。仅解决IGBT的串联,并不能甩掉输入变压器。原因在于共模电压的存在。我们采用了独特的抗共模电压电路,对功率开关器件所产生的共模电压在换流器两端外进行了封锁,采取了“堵和疏”的办法将共模电压消灭在变频器内部,使之不能输出,避免影响用电器件,彻底解决了不要隔离变压器所带来的问题。采用的谐波抑制技术,研发了大功率的中频交流滤波电抗器,具有大电感、小体积的优点,并配置于高压变频器之中。
  由于采用了上述四项核心关键技术,使“佳灵”IGBT直接高压变频器的效率达到98%以上。输出电压正弦化、共模电压最小化。适用于任何异步电机、同步电机,无需降容使用,几公里的长线传输也无问题。对于传输距离太长时应考虑线路电压补偿。如提高电压或增大导线截面等。
  IGBT器件的串联成功,使高压变频器同低压变频器形成相同的电路拓朴方式,因此成熟的低压变频器的一切控制策略均可用于高压变频器,特别是像低压变频器一样的控制简单是提高可靠性的关键。正如俗话所说:“愈简单,愈可靠。”针对高压电机的特殊要求,而在输出电压波形和共模电压的处理上的技术措施,使IGBT直接高压变频器的各项指标大大优于低压变频器。IGBT直接串联高压变频器的成功,必将成为高压变频器的主流产品,为节能降耗、提高自动化水平发挥更大的作用。
  记者:直接串联高压变频器的产品召开过什么级别的鉴定会,会上专家们是如何评论的?
  吴加林:IGBT直接串联高压变频器的成功,引起了国家有关部门的重视与支持,中国工程测试研究院以及四川省电工技术学会联合电工技术领域的专家对该产品进行了测试论证,会上专家们对该项技术的先进性及大胆创新思路给予了高度评价。
  记者:佳灵高压变频器在世界同行业居于一个什么地位?
  吴加林:佳灵高压变频技术在世界同行业居于领先地位,佳灵创造了世界上第一台真正的高压变频器。此前,在应用领域都采用间接高压(从高压-低压-高压),佳灵让高压直流变成现实,并广泛应用在石油、化工、铁路、矿山等领域,使节能和自动化成为现实,由此带来了革命性的影响。佳灵高压变频技术被国家经贸委列为国家重点技术创新项目,获得国家创新基金的支持,并通过了国际情报所查新。
  记者:近年来,交流调速在国内外发展十分迅速,打破了过去直流拖动在调速领域中的统治地位,交流调速拖动已进入了与直流拖动相媲美、相竞争、相抗衡的时代,并有取代的趋势,这是现代电力拖动发展的主要特征。请介绍交流调速技术的发展现状以及存在的问题?
  吴加林:电机及电气传动技术在国际上已形成相当规模的应用产业,变频器产业的发展,首先需要得到国家宏观政策的支持,其次作为生产厂家必须提高内功,需要提高变频器相关理论的研究工作,产品的设计和制造有关的技术,以及与产品应用有关的各种技术。
  由于国产厂家制造变频器历史比较短,技术积累相对较少。国内自动化行业的部分人士对国产变频器缺乏信心。但是未来变频器的发展趋势一定是走国产化之路,就象国产彩电工业一样。提高国产产品的质量是亟待解决的首要问题,从目前国内的众多品牌来看,真正能给国外比如富士、三菱、西门子、ABB等带来冲击的为数不多。经过几年的竞争,国内已有几个品牌(比如佳灵)技术应该是比较成熟的,它们已能挑战国外的品牌,而且这支队伍还在不断扩大。因为在竞争中,国内无论是技术和销售体系都会有一个质的突变的。但目前通用变频器市场上竞争往往停留在价格上的拼杀。当今家电行业及开关电源行业的发展历程告诉我们只要坚持不懈地努力,就可以实现变频器行业国产化产品的辉煌。
  外国月亮比中国圆的时代必将结束,中华民族过去的四大发明对世界的进步产生了巨大影响,在中华民族的伟大复兴时代,必将有一大批新的重大发明推动世界的进步。大功率高速开关器件串联这一世界难题的解决,实现了用低压器件对高压电能变换的控制,使人类从此可以对几千伏、几万伏、几十万伏的高压电能运用电子技术进行任意控制,如变频、直流输电、潮流控制、城市电网稳压、无功补偿、有偿滤波、大功率驱动、蓄能电站控制等,必将提高到一个崭新的水平,使电子技术的二次革命得以最后完成。而直接速度控制理论(DSC)的诞生,则标志着中国在电机控制技术方面不仅超越了自我,也超越了国外同行。
  记者:佳灵高压变频器产品目前主要应用于国内哪些行业、哪些知名企业?
  吴加林:佳灵高压变频器获得了国内众多大型工业企业的青睐,在石油行业的大庆油田、胜利油田、辽河油田,在钢铁生产领域的广东韶钢、四川攀钢、山东莱钢等知名大型企业都开始使用我们的产品。
  记者:佳灵公司作为生产品牌产品的企业,其企业理念是什么?
  吴加林:佳灵的企业理念是:打造电气巨人,同享进步成果。这也是“佳灵人”的核心价值观变频器技术世界电气领域未来的发展方向。我们的追求是:美国有通用,中国有佳灵。
  记者:广大用户对佳灵变频器的评价如何?
  吴加林:去年底,成都佳灵电气制造有限公司及其产品分别荣获“成都市用户满意企业”和“成都市用户满意产品”的称号。佳灵公司一直十分重视产品质量和售后服务质量,公司的质量管理先进经验在成都300多家企业出席的质量会议上做了交流。公司获得中国质量认证中心的ISO9001 2000版质量管理体系认证,佳灵的服务宗旨是:以满意的产品和服务实现对顾客的承诺。
  佳灵公司为满足广大顾客的需求,针对顾客要求“量身”订做各种非标产品,其设计、生产、质量,深受客户好评。公司员工在产品质量形成了一致的共识:“1%的质量总是对顾客都是100%的质量问题。”要求员工进行换位思考,按照顾客的要求确定产品质量目标。公司对原材料采购、产品生产到销售的每一个环节都严把质量关。获得了顾客的一直认可,也获得了满意的市场份额。
  记者:国内变频器市场竞争激烈,为什么佳灵变频器敢于挑战洋品牌?
  吴加林:目前,国内变频器市场,主要有国外品牌、合资品牌和以佳灵等企业为代表的民族品牌,通用变频器近10年来发展十分迅速,技术已达到成熟阶段,民族品牌与国外品牌的技术基本上是在同一个水平上,在技术性能上特别是中低压小功率变频器上已无多大差异。
  以佳灵为代表的国内企业由于更了解国情,制造出的变频产品更适合中国企业的需要,而且价位也适中。国外公司售后服务难以保证,技术人员、零部件服务非常有限,保证售后服务的及时性难度往往很大。“洋变频”功能相当多,但其操作也给用户带来极大不便,其市场适应性也就非常有限,国内用户更多的是要求产品的实用性能。
  佳灵的产品家族,囊括了高、中、低压十大系列三百多种规格的变频器及高、中、低压软起动器。1998年,公司用新投产的NKB中央空调专用变频器对成都银河王朝大酒店中央空调系统进行了变频技术改造,不仅优化了原有的中央空调系统,而且节约电能达30%以上。佳灵中央空调变频器成为体现佳灵强大技术实力和工程建设能力的又一经典范例。
  另外,17年来佳灵人,以领导中国变频技术潮流为已任,厚积薄发,为中国变频产业的发展写下了一系列现代传奇:第一家通过ISO9001国际质量体系认证,首台国产家用空调变频器,油田潜油泵用中压变频器,模糊智能一拖多风机水泵专用变频器,列入2002年“国家级火炬计划项目”的中央空调专用变频器,佳灵人不愧做到了步步领先。
  1985年 佳灵在国内率先推出GTR中频变频器;
  1988年 为我国航空航天风洞试验提供中频变频器;
  1991年 推出IGBT集成化系列通用变频器;
  1993年 推出国内第一台单片机控制全数字式变频器;
  1994年 为中国磁悬浮列车提供电源控制器;
  1997年 生产国内第一台智能变频器;
  1998年 国内第一台油田潜油电泵专用变频器;
  1999年 国内第一台中央空调系统专用变频控制装置诞生,并通过国家科委的鉴定;
  1999年 国内第一台恒压供水专用变频控制装置问世;
  2000年 国内首创的直接高压系列变频器;
  2001年 变频调控装置(BPTK)应用成功;
  2002年 机车汽车电源应用成功。
  记者:变频调速是最有发展前途的一种交流调速方式。目前,变频器调速控制系统广泛应用于机械、冶金、矿山、化工、石油、纺织、造纸、印染、水泥、船舶、铁路等行业。请结合佳灵公司的产品分析变频调速技术的发展趋势?
  吴加林:由于变频器在空调、电梯、冶金、机械等行业的广泛应用,变频调速电机和与之配套的变频器发展迅速。目前佳灵公司生产的十大系列产品几乎涵盖了所有交流电气传动领域。从空气动力研究用的变频控制器到潜艇船舶用的变频螺旋桨控制器。从风机水泵用的变频器到家用中央空调变频控制器。据机械信息研究院的统计,2000年,中国变频器市场容量接近30亿。其中日本、欧美品牌占据主导地位,但成都佳灵等国内生产商经过近几年的高速发展,业已占领了很大一部分低端市场。目前变频器的国内电机配比率仍低于1%,潜在市场巨大,国内变频器市场在未来的5-10年内仍将保持高速发展。
  以高压变频器应用市场为例,它具有广阔的市场需求。变频器产业可能会成为像汽车产业一样的主要产业,成为国家工业支柱及命脉。然而这个市场并不是现成的,需要我们去开发。目前,大部分人甚至还没有认识到通过变频器技术到底可以实现些什么。因此我们需要不断开拓市场,找出最需要这种技术的地方,并适当地进行应用。简单来说,凡是有电动机的地方都是变频器发挥优势的场所,凡是有高楼、高炉的地方也是变频器提供优质服务的阵地。
  预计未来将会出现很多由风险资金和企业家投资的企业来介入变频器产业的发展,百家争鸣群雄争霸的局面将会继续,但历史规律将会注定只有不断创新拥有核心技术的企业才能立于不败之地。
  记者:佳灵公司下一步的发展目标是什么?
  吴加林:集中我们的力量和智慧,在变频器领域使佳灵成为世界第一的变频器专业制造商。成为世界上真正的电气巨人,与员工、供应商、客户同享科技新成果。致力于技术进步,来创造更好的效益。公司确定了决定未来发展的“佳灵四化”-管理契约化、技术现代化、产品规模化、技改产业化。这是佳灵公司的灵魂。把佳灵公司好的技术迅速转化成产品,实现产业化,为社会创造更多财富。通过不断创新,始终站在世界同行业前列,引导世界变频器技术潮流。
  采访结束时,吴加林先生说:”一个企业不仅要追求自身的经济效益,更要考虑到社会的利益,社会的福利,惟有如此,才能真正地做大做强,佳灵一定要成为世界级的电气品牌、电气巨人”。
  鸣谢:本次采访,得到成都佳灵电气制造有限公司市场部张锦荣先生的大力支持。
  本文摘自《变频器世界》

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