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交流电机矢量控制国内外研究现状和发展趋势

时间:2019-01-17 11:46来源:毕业论文
电能作为一种能量形式被当今社会广泛使用,同时又具有生产和变换比较便宜、传输和分配比较容易,使用和控制比较方便的特点,所以成为各经济部门动力的主要来源。然而电能的生

电能作为一种能量形式被当今社会广泛使用,同时又具有生产和变换比较便宜、传输和分配比较容易,使用和控制比较方便的特点,所以成为各经济部门动力的主要来源。然而电能的生产、传输、交换、分配、控制和使用等,都必须用电机来完成。因此,电机驱动在工业、农业、交通、国防军事设施,已广泛应用于日常生活。许多机械调速要求,如城市电车巴士,铁路牵引机车、电梯、机床、造纸机械、纺织机械、等,以满足运行的要求,生产过程需要速度;另一种类型的机械如风机、水泵,以减少损失,节省电力还需要运行速度。32873
    在20世纪70年代很长一段时间,直流调速系统占统治地位,交流调速系统虽然已有很多种方案,但它的性能总是无法与直流调速系统相匹配。因为直流调速系统转速制动性能好,速度范围宽,调速精度高,控制方案简单高效的优点。而且直流调速系统在理论和实践是很成熟。对于直流电机,只需要改变电动机的输入电压或励磁电流,可以实现范围广泛无级调速。因此,直流电机速度控制系统是相对容易获得良好的动态性能。随着半导体变流器件的发展,直流调速系统也从旋转变流机组(G-M,系统),静止可控硅变流器调速系统(V-M系统)开发到目前为止,在许多领域(铁路直流牵引机车和电车巴士,等等)广泛应用于直流斩波器和脉冲宽度调制器直流调速系统。但由于直流电机本身具有机械接触式换向器,使得直流电机速度控制系统的应用有一些问题。论文网
所有这些使直流拖动系统不能适应现代拖动系统在高速大容量的方向发展的趋势。交流电动机,特别是鼠笼式交流异步电动机,由于其结构简单,容易制造,成本低,体积小,(与同容量的直流电机相比),并且耐用,转动惯量小,运行可靠,维护简单,可以用在恶劣的情况下,已广泛应用于各种场合。但交流调速比较困难,直流电机气隙磁场有励磁绕组产生,而交流电机的气隙磁场是有定子绕组和转子绕组共同产生,使交流电动机电磁转矩不再与定子电流成正比关系。所以不能通过简单的控制可以控制电机定子电流的转矩。自20世纪30年代年代以来人们开始研究交流调速技术,认为实现交流电动机的变频调速是最好的控制方法之一,他不仅可以实现大范围的无级调速,而且具有良好的动态性能。但是进步不大,在20世纪大部分时间直流调速系统仍占主导地位。由于科学技术的发展限制,交流调速系统的发展长期处于调速性能差、低效耗能的阶段。20世纪60年代年代后,由于生产和发展的需要紧张的能源、对调速和节能需求日益增长,世界各国都开始重视研究和开发的交流调速技术。20世纪70年代年代后,科学技术的快速发展为交流调速技术的发展创造了一个非常有利的技术条件和物质基础。交流调速理论和应用技术有以下几个方面的发展: 源`自*六)维[论*文'网www.lwfree.cn
(1)电力电子器件的发展换代为交流电机技术的快速发展提供了物质基础。直到20世纪80年代年代中期,变频装置功率回路主要采用的是晶闸管,设备的效率、可靠性、成本、体积等都不能与直流调速装置的能力相比较。接着大电流、高电压、高频化、集成化、模块化的电力电子设备出现,第三代的电力电子设备就成为90年代制造变频器的主要产品。20世纪90年代末开始进入第四代发展期,其主要器件有高压IGBT(HVIGBT)、IGCT(insulated Gate Controlled Transistor)、IEGT(Injection Enhanced Gate Transistor)、SGCT(Symmetrica lGate Commutated Thyristor)。由于GTR、GTO器件本身存在缺陷,功率器件进入第三代以来,GTR器件已经不再使用。进入第四代以后,GTO器件也被淘汰。第四代电力电子器件的模块化智能化更加成熟。 交流电机矢量控制国内外研究现状和发展趋势:http://www.lwfree.cn/yanjiu/20190117/29665.html
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