电气传动技术的发展趋势分析《一》
2014-04-11 01:53:03 点击：
电气传动的关键部件是电动机。电动机的性能、结构、控制方式和转速控制是人们在不断研究和探索的对象。通过几十年的研究，电动机的控制已经实现了自动化。随着信息化、智能化技术的推进，电气传动技术正面临着一场技术革命。把微电子技术、电力电子技术和传感技术融入到电气传动领域，三者构成“大电子体系”。自动化控制系统公司指出：只有这样的大电子体系，才能带动和改造传动产业升级换代。这样的融入，把物料流、能源流和信息流三者会流在一起，形成当代的智能化、信息化的传动系统。
一、电气传动控制的主要措施
最早的电气控制手段是机械控制，后来逐步让位于电气控制和电子控制。在近代电气传动控制手段中，电子控制占了很大的比例。常用的电子控制方法有两种：模拟控制和数字控制。自20世纪70年代以来，体积小、耗电少、成本低、速度快、功能强、可靠性高的大规模集成电路微处理器已经商品化，把电子控制推上了一个崭新的阶段，以微处理器为核心的数字控制成为现代电气传动的系统控制器的主要形式。目前，常用的微处理器有：单片机(SCP)、数字信号处理器(DSP)、精简指令计算机(RISC)和包含微处理器的高级专用集成电路(ASIC)。由于计算机除一般的计算功能外，还具有逻辑判定和数值运算功能，因此数字控制与模拟控制相比有两个突出的优点：
1)数字控制器能够实现模拟控制无法实现的各种比较复杂的控制策略;2)数字控制系统能够完成故障的自我诊断，提高诊断过程的智能化。
在模拟控制过程中，为了使系统的稳定性提高，往往采用闭环控制，使用比例积分调节器。当系统突然收到干扰作用时，输出量发生变化，通过负反馈，在比例积分调节器的作用下，使得系统的输出量回到原来的数值。只要偏差存在，比例、积分两部分就同时起作用。在过渡过程中，会使输出量出现超调现象，系统会出现振荡现象，若比例作用太强，就会影响系统的正常工作。采用微机数字控制可将比例、积分作用分离开。当偏差大时，只让比例部分起作用，以快速减少偏差。当偏差降低到一定程度后，再将积分投入，以最终消除稳态误差。两种作用各得其所，避免了相互之间的矛盾，提高了系统的控制性能。
二、电力电子变换器是信息流与物质/能量流之间必需的接口
电力电子变换器是信息流与物质/能量流之间的重要纽带，如果没有电力电子交换，没有弱电控制强电的接口，则信息始终就是信息，不可能真正用来控制物质产生。现在，电力电子技术的发展正处于兴旺时期，新的电力电子器件和变换技术仍在不断地涌现出来。电力电子器件的发展已经经过三个平台：
1)晶闸管(SCR);2)GTR和GTO;3)IGBT。
目前，市场上能够广泛供应的IGBT，其电压和电流容量有限，一般只够中、小容量的低压电器传动使用。容量再大时，还得采用GTO，而GTO的可靠性总是不能令人满意的。于是，世界上很多电力电子企业和研究所都在努力开发新型的高压功率开关器件。
自动化控制系统公司温馨小提示：已经问世的有：IGCT、IEGT以及3300~6000V的IGBT等，可供中压、大容量电气传动使用。电力电子器件的进一步发展方向是：模块化和集成化、高频化、改善封装，采用新材料(如SIC)等。为电气传动的信息化、智能化控制提供了重要基础和保障。在电力电子变换器中用于控制直流电机的，主要是由全控器件组成的斩波器或PWM变换器以及晶闸管相控整流器。用于控制交流电机的，主要是变压变频器，其中中、小容量的多为PWM变换器。随着电力电子变换器的日益普及，谐波和无功电流给供电企业电网造成的“电力公害”越来越值得重视。解决方法是：
1)采用有源滤波和无功补偿;
2)开发“绿色”电力电子变换器。这种方法要求功率因数可控，各次谐波分量小于国际和国家标准允许的限度。显然这是一种制本的最好方法。目前，已经应用的绿色变换器有：双PWM交—直—交变换器、多单元串联的中压变换器、多电平中压变换器等。受到普遍重视还在开发的有：交—交矩阵式变换器，它具有输入电流和输出电压都接近正弦波、能量传输可逆、可省去直流滤波电容等特优点。
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