姓名:鐘寧健
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交流變頻調(diào)速技術(shù)在20世紀(jì)得到了迅速發(fā)展。這與一些關(guān)鍵性技術(shù)的突破性進展有關(guān),它們是交流電動機的矢量控制技術(shù)、直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)以及以微型計算機和大規(guī)模集成電路為基礎(chǔ)的全數(shù)字化控制技術(shù)等。
(1)矢量控制技術(shù)
矢量變換控制技術(shù)是西門子公司于1971年提出的一種新的控制思想和控制理論。它是以轉(zhuǎn)子磁場定向,采用矢量變換的方法實現(xiàn)定子電流勵磁分量和轉(zhuǎn)矩分量之間的解耦,達(dá)到對交流電動機的磁鏈和電流分別控制的目的,從而獲得了優(yōu)良的靜、動態(tài)性能。迄今為止,矢量控制技術(shù)已經(jīng)獲得了長足的發(fā)展,并得到了廣泛的應(yīng)用。
(2)直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)
繼矢量控制技術(shù)出現(xiàn)之后,1985年,德國的M.Depenblock提出了一種新型的高性能變頻調(diào)速技術(shù)――直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)(DTC)。直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)與矢量控制技術(shù)相比,其性能較高,采用電子磁場定向,不需要解耦電流,直接控制電動機磁鏈和轉(zhuǎn)矩,以使轉(zhuǎn)矩得到快速響應(yīng)。而且電機參數(shù)和轉(zhuǎn)子參數(shù)對直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的影響不大,其工作原理比較簡單,很容易掌握,進一步發(fā)展和應(yīng)用的前景相當(dāng)廣闊。
(3)數(shù)字化控制技術(shù)
隨著科技的進一步進步和發(fā)展,數(shù)字化控制技術(shù)逐漸成為技術(shù)主流,符合現(xiàn)在時代發(fā)展的潮流。早期的矢量控制技術(shù)和直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)在一定程度上無法滿足市場的需要,那么數(shù)字化控制技術(shù)應(yīng)運而生,數(shù)字化控制技術(shù)可以快速運算和良好的控制精度問題,使得運轉(zhuǎn)噪音大大降低,大大縮短工作時間。而且使用數(shù)字化控制技術(shù)的變頻器的體積將大大減小,提高了信息處理的效率,實現(xiàn)了之前人工技術(shù)和模擬技術(shù)都無法實現(xiàn)的效果。
(4)PWM控制技術(shù)1964年,德國的A.Schnung等率先提出了脈寬調(diào)制(PWM-pulsebmodulation)變頻的思想,為近代交流調(diào)速系統(tǒng)開辟了新的發(fā)展領(lǐng)域。PWM控制技術(shù)通過改變矩形脈沖的寬度來控制逆變器輸出交流基波電壓的幅值,通過改變調(diào)制周期來控制其輸出頻率,從而在逆變器上同時進行輸出電壓幅值和頻率的控制。PWM技術(shù)簡化了逆變器的結(jié)構(gòu),能夠明顯的改善變頻器的輸出波形,降低電動機的諧波損耗,并減小轉(zhuǎn)矩脈動,同時提高了系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)性能。PWM技術(shù)還可用于整流器的控制,能夠?qū)崿F(xiàn)輸入電流非常接近正弦,并可使電網(wǎng)功率因數(shù)為1,PWM整流器因而被稱為“綠色”變流器。目前,PWM技術(shù)已成為變頻器中應(yīng)用最為廣泛的控制技術(shù),交流電機調(diào)速性能的不斷提高在很大程度上是由于PWM技術(shù)的不斷進步。目前廣泛應(yīng)用的是在規(guī)則采樣PWM的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的準(zhǔn)優(yōu)化PWM法,即三次諧波疊加法和電壓空間矢量PWM法。在變頻電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方面,基于雙PWM技術(shù)的交—直—交變頻器和矩陣式變頻器,是變頻調(diào)速技術(shù)的最新發(fā)展趨勢。
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