交流调速系统发展趋势

读书报告

—《运动控制系统》

姓名：王瑞禄

学号：04111447

班级：自动化11-12班

交流调速系统的发展趋势和动向

纵观交流调速技术的发展,可以看出现代交流调速技术未来的发展趋势和动向。

(1)智能化控制方法对交流调速系统的影响研究。

(2)改善交流调速系统效率的方法研究。

(3)中压变频装置的研究。

(4)系统可靠性的研究。

围绕以上四个方面,现代交流调速技术研究与开发的主课题如下:

一、智能控制理论与技术方面的应用研究

矢量控制系统虽然实现了异步电动机磁通电流和转矩电流的完全解藕,但由于电机参数的不确定性、纯滞后或非线性耦合等特性,以及电机转子参数估计的不准确及参数变化的影响都会造成定向坐标的偏移,这些问题至今国内外并未真正解决,因此,转子参数辨识及针对参数变化的自适应控制是今后矢量控制研究的攻坚课题。近几年来,在许多工业过程控制系统中,被控对象往往存在着结构和参数的不确定性、纯滞后或非线性耦合等特性,难以用准确的数学模型描述,因此,用常规线性控制算法难以满足电动机调速性能的要求。模糊控制、人工神经网络等不依赖于对象的深层次知识,而是通过输入、输出信息进行仿人思维的智能化控制方法开始引入到交流调速系统中,成为交流调速控制技术新的研究方向。直接转矩控制技术在应用实践中不断完善和提高,

其研究的主攻方向是解决低速时电机定子参数对磁链运动轨迹的影响;进一步提高低速时的控制性能,扩大调速范围。取消通过机械连接的测速发电机及其他测速传感器,实现无硬件测速传感器的交流调速系统已有应用,但是转速推算精度和控制的实时性有待于进一步深入研究与开发。

二、交流调速系统效率的提高是一个重要的研究方向

提高调速系统的效率是现代交流调速技术解决的重要问题之一。由图：

可知要提高调速系统的效率,就必须提高变频器输出效率和改善电机的使用性能。因此,提高调速系统效率的具体解决方法是开发研制新型变频器主电路,主要措施是降低电力电子器件的开关损耗。如使电力电子器件在零电压或电流下转换,即工作在所谓“软开关”状态下,从而使开关损耗降低到零。目前,电力电子逆变器正朝着高频化、大功率方向发展,这使装置内部电压、电流发生剧变,不但使器件承受很大的电压、电流应力,而且在输入、输出引线及周围空间里产生高频电磁噪声,引发电气设备误动作,这种

公害称为电磁干扰(Electro Magnetic Interference)。抑制电磁干扰的有效方法也是采用软开关技术。具有软开关功能的谐振变流器在国内外都在积极进行研究与开发。

三、中压变频装置的研究与开发

近年来,随着中压变频器的兴起,中压、大容量的交流调速系统研究与开发逐步走上了实际应用阶段,尤其高压全控型功率器件产生以来,中压变频器的应用趋势迅速加快了。当今多电平中压变频器已成为交流调速研究的新领域,是热点课题之一。

四、系统可靠性研究

调速系统的可靠性是最重要的技术指标,也是国内外研究的热点。提高系统的可靠性主要通过两个途径:一是提高部件的设计和制造水平;二是利用冗余和容错技术。利用马尔柯夫过程理论对容错控制系统进行可靠性建模,研究冗余和容错系统的硬件结构和软件设计也是交流调速研究的新领域,是热点课题之一。