电气传动技术的发展趋势分析
2014-04-23 01:59:19 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。施耐德自动化公司指出：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”。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。
三、发展趋势：可控交流电气传动逐步取代直流传动
直流电气传动和交流电气传动在19世纪先后诞生。在20世纪大部分年代里，鉴于直流传动具有优越的可控性能，高性能可调速传动一般都用直流电机，而约占电气传动总容80%的不变速传动则采用交流电机。这种分工在当时已成为举世公认的格局。直到20世纪70年代，由于采用电力电子变换器的高效交流变频传动开发成功，结构简单、成本低廉、工作可靠、维护方便、效率高、转动惯量小的交流笼型电机进入了可调速领域，一直被认为是天经地义的交直流传动按调速分工的格局终于被打破了。此后，交流调速传动主要沿着三个方向发展和应用：
施耐德自动化公司小提示：国民经济要可持续发展，就必须节约能量。采用变频调速以后，节约电能的效果是非常明显的。在实际电气传动中，应用于风机、泵、压缩机的电动机大约占40%，而实际应用变频调速的只占5%左右。交流变频调速还有待于进一步推广和使用。采用变频调速以后，带来一些设计观念上的变化。长期以来，我们设计制造电动机时主要考虑启动转矩，把起动转矩大当作一个基本出发点。
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