谈交流电机控制系统的发展
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脱离配套设备的电机是没有意义的，因而如何能将电机与设备合理、科学的关联是一个永久的话题，特别是节能政策的导向作用，进一步引导和推动了电机控制系统的发展。 电机控制系统分类 电机控制系统主要分速度控制和位置控制两大类。传统的电气传动系统一般指速度控制系统，广泛地应用于机械、矿山、治金、化工、纺织、造纸、水泥、交通等工业部门。对于位置控制(伺服)系统，目前国际上较多采用运动控制这一名称。 运动控制系统通过伺服驱动装置将给定指令变成期望的机构运动，一般功率较小，并有定位要求和频繁起制动的特点，在导航系统、雷达天线、数控机床、加工中心、机器人、打印机、复印机、磁记录仪、磁盘驱动器、自动洗衣机等领域得到广泛应用。 电机用量的占比格局 从十九世纪90年代初到二十世纪60年代末，电力工业的发展大体形成这样的格局，即几乎全部的电能由同步电机发出，60~70%的电能通过各种电机加以利用。 在电机用电中，交流电机占80%左右，其中大多数为异步电机直接拖动。在其余20%需要变速运行的高性能传动系统中，直流电机由于控制简单、调速平滑、性能良好，一直占据主导地位。然而，直流电机结构上存在的机械换向器和电刷，使它具有一些难以克服的固有缺点，如造价偏高，维护困难，寿命短，单机容量和最高电压都受到一定限制等等。事实上，从20世纪30年代起，不少国家就开始进行无换向器电机控制系统的研究。 石油危机带来的电机发展 20世纪70年代初，一场石油危机席卷全球，工业发达国家投人大量人力、财力研究节能措施。人们发现，占电机用电量一半以上的风机、泵类负载是靠阀门和挡板来调节流量或压力的，其拖动电机一般工作在恒速状态，从而造成了大量的电能浪费。如用改变电机转速的方法调节风量或流量，在压力保持不变的情况下，一般可节电20~30%。在工业化国家、经济型交流电机调速装置已大量地使用在这类负载中，成为重要的节能手段。 同时，随着电力电子技术和微电子技术的迅速发展，高性能的交流电机控制系统也出现了，经过近十几年的不断努力，性能得到很大改善，成本还在下降。人们期望随着技术的不断成熟，它将在几乎所有工业应用领域中取代直流电机控制系统。 交流电机控制系统开发方向及应用 由于交流电机控制系统的种种突出优点，国外大学和公司投入大量人力、财力加以研究，并在20世纪80年代已经推出了一系列商品化的交流电机控制系统，我国也有许多单位在研究、开发和引进交流电机控制系统的技术、元器件和装备。为进一步提高交流电机控制系统的性能，有关研究工作正围绕以下几个方面展开，部分项目已达到较好的应用。 ●采用新型电力电子器件和脉宽调制(PWM)控制技术； ●应用矢量控制技术及现代控制理论； ●广泛应用计算机控制技术； ●开发新型电机和无机械传感技术。 |
