【正文】 合器、高頻率的開關(guān)電源，以及采用新型電工材料制造的小體積變壓器、電抗器和電容器。其主要發(fā)展方向有如下幾項。在中小功率變頻技術(shù)方面，國內(nèi)幾乎所有的產(chǎn)品都是普通的V/f控制，僅有少量的樣機(jī)采用矢量控制，品種與質(zhì)量還不能滿足市場需要，每年大量進(jìn)口。（2）功率器件的發(fā)展。（5）是替代進(jìn)口，節(jié)約投資的最大領(lǐng)域之一。主要靠進(jìn)口，國內(nèi)只有少數(shù)科研單位有能力制造。這類設(shè)備的市場很大，總?cè)萘空嫉谋壤淮?，但臺數(shù)多，增長快，應(yīng)用范圍從單機(jī)擴(kuò)展到全生產(chǎn)線，從簡單的V/f控制到高性能的矢量控制。 國內(nèi)許多合資公司生產(chǎn)當(dāng)今國際上先進(jìn)的產(chǎn)品，國內(nèi)的成套部分在自行設(shè)計制造的成套裝置中采用外國進(jìn)口公司和合資企業(yè)的先進(jìn)設(shè)備，自己開發(fā)應(yīng)用軟件，能為國內(nèi)外重大工程項目提供一流的電氣傳動控制系統(tǒng)。長期以來，交流電的頻率一直是固定的，變頻調(diào)速技術(shù)的出現(xiàn)使頻率變?yōu)榭梢猿浞掷玫馁Y源。電氣傳動控制系統(tǒng)通常由電動機(jī)、控制裝置和信息裝置3部分組成。目前，它已逐步發(fā)展成為一門包含更多學(xué)科的綜合性技術(shù)學(xué)科，并在為現(xiàn)代通訊、電子儀器、計算機(jī)工業(yè)自動化、電網(wǎng)優(yōu)化、電力工程、國防及某些高新技術(shù)提供高質(zhì)量、高效率、高可靠性的電能方面起著關(guān)鍵的作用。前者主要用于中頻加熱，方波變頻又分為等幅、等寬和SPWM變頻。國外交流調(diào)速在電氣傳動行業(yè)已占絕對優(yōu)勢，雖然國內(nèi)直流調(diào)速還在大量使用，但近年來凡新建的電氣傳動系統(tǒng)均采用交流調(diào)速，其發(fā)展勢頭是迅速的。而且多數(shù)產(chǎn)品應(yīng)用的是基本的SPWM控制，在高性能變頻技術(shù)方面處于劣勢?；蚴孪扔嬎隳承┨囟妷旱挠嘘P(guān)控制參數(shù)存入存儲器中，根據(jù)實際需要分級調(diào)節(jié)輸出電壓，這種方式往往需要很大的存儲空間，而且隨著電壓調(diào)節(jié)的分辨率增高，其存儲空間隨之增大。波形重構(gòu)的級數(shù)越多，出現(xiàn)的最低諧波次數(shù)越高，但主電路和控制電路也越復(fù)雜，相應(yīng)地控制難度也越大，輸出電壓的調(diào)節(jié)也不甚方便，因此這種方式通常只在大功率逆變電源中采用。模擬方法電路復(fù)雜，硬件太多，抗干擾性差，有溫漂現(xiàn)象，難以實現(xiàn)最優(yōu)化PWM控制(最優(yōu)化PWM的調(diào)制波都不是正弦波)，系統(tǒng)可靠性差。內(nèi)含過壓、過流、過熱保護(hù)，是一種新型的功率器件。由DSP控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)框圖如圖32所示，本系統(tǒng)以DSP為控制核心，主要由整流器，濾波環(huán)節(jié)，逆變器，檢測環(huán)節(jié)及控制回路組成。但前級市電的干擾不會影響后級，輸出波形好，變頻范圍寬。從結(jié)構(gòu)上看，變頻調(diào)速系統(tǒng)可分為直接變頻和間接變頻兩類。因此，在逆變部分只控制頻率，在變流部分控制輸出的電壓或電流。圖27為交直交電流型變頻器原理圖。 恒壓頻比控制異步電機(jī)機(jī)械特性（2）基頻以上調(diào)速（恒功率調(diào)速）有時為了擴(kuò)大調(diào)速范圍，可以使從而使但是定子電壓卻不能大于電源額定電壓，最高只維持不變。 c. 改變電源頻率，從低速到高速都可保持高效寬范圍和高精度的調(diào)速性能。諸如交流電動機(jī)的串級調(diào)速，各種類型的變頻調(diào)速，無換向器電動機(jī)調(diào)速等，使得交流電力拖動逐步具備了調(diào)速范圍寬，穩(wěn)態(tài)精度高，動態(tài)響應(yīng)快以及在四象限做可逆運行等良好的技術(shù)性能，在調(diào)速性能方面完全可與直流電力拖動媲美。由于電力拖動具有控制簡單﹑調(diào)節(jié)性能好﹑耗損小﹑經(jīng)濟(jì)，能實現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制和自動控制等一系列優(yōu)點，因此大多數(shù)生產(chǎn)機(jī)械都采用電力拖動。 。異步電動機(jī)可分為感應(yīng)電動機(jī)和交流換向器電動機(jī)。a．電機(jī)概念電機(jī)是借助于電磁原理（原理）工作的能量轉(zhuǎn)換（功能）設(shè)備。隨著三峽水利電力工程的啟動，大亞灣、泰山核電站的建成和發(fā)電，今后將會加強(qiáng)大型水電站和核電站的開發(fā)工作，并加大水電和核電的比重。第二類是電動機(jī)，它把電能裝換為機(jī)械能，用來驅(qū)動各種用途的生產(chǎn)機(jī)械和其它裝置，以滿足不同的需求。可以預(yù)見，隨著計算機(jī)芯片容量的增加和運算速度的加快，交流調(diào)速系統(tǒng)的性能將得到很大的提高。但由于直流電動機(jī)本身結(jié)構(gòu)上存在有電刷和機(jī)械維護(hù)不便、使用環(huán)境受到一定的限制。2 綠色發(fā)電 綠色發(fā)電即利用風(fēng)力、水力及太陽能發(fā)電，在環(huán)境問題日益突出的今天，這類發(fā)電受到越來越多的關(guān)注，其發(fā)展非常迅速。這類調(diào)速裝置的數(shù)量不能和節(jié)能調(diào)速相比，但對調(diào)速性能有一定的要求，往往需要進(jìn)行矢量控制或者直接轉(zhuǎn)矩控制。由于變頻調(diào)速是電動機(jī)最理想的調(diào)速方式，國外上世紀(jì)70年代即得到較廣泛的應(yīng)用，國內(nèi)也于90年代得到迅速推廣。在中、小型和微型電機(jī)方面，已開發(fā)和制成125個系列，900多個品種，幾千個規(guī)格的各種電機(jī)。摘要：交流電機(jī)變頻調(diào)速在近20年來得到越來越廣泛的應(yīng)用，尤其是電力電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)以及自動控制技術(shù)的迅猛發(fā)展使得交流電機(jī)變頻調(diào)速開始逐步替代直流調(diào)速。（6）SPWM電壓源型逆變電路輸出電壓的諧波分析。要求學(xué)生利用電機(jī)學(xué)、電力電子、電機(jī)控制等理論知識結(jié)合Matlab/simulink仿真工具，研究交流調(diào)速基本原理和發(fā)展趨勢、調(diào)速系統(tǒng)主電路拓?fù)浼捌淇刂频墓ぷ髟砗蛥?shù)設(shè)計。（3）變頻調(diào)速矢量控制系統(tǒng)設(shè)計。文字通順，語言流暢，排版合理，無錯別字，不允許抄襲。經(jīng)過50年的努力，在大型交直流電機(jī)方面，已研制成功2500KW的直流電機(jī)，4700KW的直流發(fā)電機(jī)和42MWW的同步電動機(jī)。所以從很早開始電機(jī)的調(diào)速問題便受到人們的普遍關(guān)注。（2）工藝調(diào)速 許多機(jī)械由于工藝需要，要求電動機(jī)調(diào)速運行。所以牽引調(diào)速用的變頻器多為專用變頻器。除此之外，由于人們對變頻器認(rèn)識的深化，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，特別是人們多節(jié)能意識的增加，使得變頻器的市場不斷擴(kuò)大。近年來電力電子裝置的控制技術(shù)研究十分活躍，各種現(xiàn)代控制理論，如自適應(yīng)控制和滑模變結(jié)構(gòu)控制，以及智能控制（如專家系統(tǒng)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等）和無速度傳感的高動態(tài)性能控制都是研究的熱點，這些研究必將把交流調(diào)速技術(shù)發(fā)展到一個新的水平。電機(jī)是一種機(jī)電能量轉(zhuǎn)換或信號轉(zhuǎn)換的電磁機(jī)械裝置。到1999年，,年總發(fā)電量為12300億KW為交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了條件，從而研制出多種調(diào)速性能優(yōu)良、效率高、能滿足不同要求的交流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。其中交流電動機(jī)還分為單相電動機(jī)和三相電動機(jī)。電動機(jī)按用途可分為驅(qū)動用電動機(jī)和控制用電動機(jī)。電動機(jī)的功能是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，它可以作為拖動各種生產(chǎn)機(jī)械的動力，是國民經(jīng)濟(jì)各部門應(yīng)用最多的動力機(jī)械。 雖然直流電動機(jī)具有調(diào)速性能優(yōu)異這一突出特點，但是由于它具有電刷與換向器（又稱整流子），使得他的故障率較高，電動機(jī)的使用環(huán)境也受到了限制（如不能在有易爆氣體及塵埃多的場合使用），其電壓等級，額定轉(zhuǎn)速，單機(jī)容量的發(fā)展也受到了限制。 未來電動機(jī)將會沿著體積更小、機(jī)電能量轉(zhuǎn)換效率更高、控制更靈活的方向繼續(xù)發(fā)展。但最大轉(zhuǎn)矩隨下降而減小，因為高時，和的數(shù)值較大，定子阻抗壓降所占比例小，所以；而低時，和數(shù)值較小，而電子阻抗壓降所占分量就比較大，使，則就小，就下降，這對于滿載或者過載啟動很不利，但對于風(fēng)機(jī)水泵類機(jī)械負(fù)載很合適。變頻器的種類很多，按以下幾種分類：一、按變換頻率的方法分類交直交變頻器交直交變頻器首先將恒定50Hz的交流經(jīng)整流，變換成直流，經(jīng)過濾波，再將平滑的直流逆變成頻率可調(diào)的交流。而且，交交變頻輸出波形與頻率有關(guān)，頻率越低，波形越接近正弦波，頻率一高，波形就失真了，甚至嚴(yán)重畸變而導(dǎo)致力矩脈動嚴(yán)重，因此交交變頻只適合低頻低速運行。高壓大容量變頻器高壓大容量變頻器主要有兩種結(jié)構(gòu)形式：一種采用升、降壓變壓器稱之為“高低高”式變頻器，亦稱為間接高壓變頻器；另一種采用高壓大容量GTO晶閘管或晶閘管功率元件串聯(lián)結(jié)構(gòu)，無輸入，輸出變壓器，直接將高壓電流整流為直流，稱之為“高高”式變頻器，亦稱直接高壓變頻器。但是由于這種方法使用晶閘管數(shù)量較多，主回路復(fù)雜，且輸出頻率受電源頻率的限制，一般不能高于電網(wǎng)頻率的1/2,所以交—交變頻器在交流異步電機(jī)調(diào)速方面主要用于低速大功率傳動，特別是起動轉(zhuǎn)矩要求高的場合。逆變器是電力電子裝置中的重要組成部分，是不間斷電源、交流電氣傳動、中頻電源等許多設(shè)備的核心，因而其研究工作倍受人們的關(guān)注，研究的焦點是如何方便地調(diào)節(jié)逆變電源的輸出電壓和頻率，并降低諧波含量，改善輸出波形。主回路工作時，因為功率器件開關(guān)頻率很高，開關(guān)動作時會在直流環(huán)節(jié)中產(chǎn)生電流突變，若直流環(huán)節(jié)存在電感，則可能在功率器件兩端產(chǎn)生很大的尖峰電壓，吸收緩沖電路的作用就是吸收消除此尖峰電壓。TMS320F2808芯片的內(nèi)部采用程序和數(shù)據(jù)分開的哈佛結(jié)構(gòu)，集成了A/D轉(zhuǎn)換，廣泛采用流水線操作，可以用來快速地實現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法。SPWM(正弦脈寬調(diào)制)是由控制回路產(chǎn)生一組等幅而不等寬的矩形脈沖序列，用來近似正弦電壓波。遺憾的是，迄今為止消諧方法還沒有真正進(jìn)入實際應(yīng)用。而隨著電力電子和微處理器技術(shù)的發(fā)展，調(diào)速系統(tǒng)也成為發(fā)展的潮流和目標(biāo)。在交流調(diào)速領(lǐng)域中，應(yīng)用最廣的是交流變頻調(diào)速系統(tǒng)技術(shù)。它分為直接變頻(又稱交―交變頻)，即把市電直接變成比它頻率低的交流電，大量用在大功率的交流調(diào)速中。異步電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)就是使用DSP器件及電子技術(shù)對異步電機(jī)進(jìn)行變頻和控制的技術(shù)。尤其是電機(jī)轉(zhuǎn)速變換技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。近年來交流調(diào)速中最活躍、發(fā)展最快的就是變頻調(diào)速技術(shù)。至今自行開發(fā)生產(chǎn)的變頻調(diào)速產(chǎn)品大體只相當(dāng)于國際上80年代水平。國產(chǎn)設(shè)備能滿足需要，部分出口。功率裝置國內(nèi)配套，自行開發(fā)的控制裝置只有模擬式的，數(shù)字裝置需進(jìn)口，自己開發(fā)應(yīng)用軟件。（2）是節(jié)約能源的高新技術(shù)。國外交流變頻調(diào)速技術(shù)高速發(fā)展有以下特點。2 .國內(nèi)現(xiàn)狀從總體上看我國電氣傳動的技術(shù)水平較國際先進(jìn)水平差距10 ~ 15年。（4）產(chǎn)銷量少，可靠性及工藝水平不高。對中小容量變流器，提高開關(guān)頻率的PWM控制是有效的。電機(jī)模擬器、負(fù)載模擬器以及各種CAD軟件的引入對變頻器的設(shè)計和測試提供了強(qiáng)有力的支持。眾所周知，風(fēng)機(jī)和泵改用調(diào)速傳動后節(jié)約大量電力。4 變頻調(diào)速技術(shù)的因應(yīng)用縱觀我國變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用，總的說來走的是一個由試驗到實用，由零星到大范圍，由輔助系統(tǒng)到生產(chǎn)裝置，由單純考慮節(jié)能到全民改善工藝水平，由手動控制到自動控制，由于低壓中小容量到高壓大容量，一句話，由低級到高級的過程。據(jù)有關(guān)資料表明，我國變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)取得了如下成績。我國以后在變頻調(diào)速技術(shù)方面應(yīng)積極做的工作如下。20 世紀(jì)80 年代中期以前,變頻裝置功率回路主要采用晶閘管元件。第四代電力電子器件模塊化更為成熟。脈寬調(diào)制(PWM) 技術(shù)種類很多,并且正在不斷發(fā)展之中。目前,較為成熟的矢量變換控制法有:轉(zhuǎn)子磁場定向矢量變換控制,定子磁場定向矢量變換控制,滑差頻率矢量控制。因此,交流電動機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制也是一種很有前途的控制技術(shù)。以微處理器為核心的數(shù)字控制已成為現(xiàn)代交流調(diào)速系統(tǒng)的主要特征之一。直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)在應(yīng)用實踐中不斷完善和提高，其研究的主攻方向是解決低速時電機(jī)定子參數(shù)對磁鏈運動軌跡的影響；進(jìn)一步提高低速時的控制性能，擴(kuò)大調(diào)速范圍。中壓變頻器今后的發(fā)展方向和研究課題為：a. 裝置安全技術(shù)方面有，功率器件串聯(lián)技術(shù)，觸發(fā)技術(shù)，隔離技術(shù)，保護(hù)技術(shù)，遙控及通信技術(shù)，電磁兼容技術(shù)，諧波抑制技術(shù)等。基本諧振直流環(huán)逆變器如圖所示目前，電力電子逆變器正朝著高頻化、大功率方向發(fā)展，這使裝置內(nèi)部電壓、電流發(fā)生劇變，不但使器件成后很大的壓力、電力應(yīng)力，而且在輸入輸出引線及周圍空間里產(chǎn)生高頻電磁噪聲，引發(fā)電器設(shè)備誤動作，這種公害稱為電磁干擾。在廣泛地瀏覽閱讀資料，當(dāng)遇到和自己所寫內(nèi)容相關(guān)的問題是就記下資料的綱目，記下資料中對自己影響最深刻的資料，記下腦海中涌現(xiàn)的點滴體會。在我收集資料的時候主要是通過以下途徑：第一是第一手資料。這次寫論文的經(jīng)歷是我受益頗多，雖然這過程中經(jīng)歷的一次一次的修改，但在最后寫出論文成稿時還是有成就感在心中的。參考文獻(xiàn). 藏英杰等編. 機(jī)械工業(yè)出版社，1994－交變頻調(diào)速及矢量控制技術(shù). 馬小亮編. 機(jī)械工業(yè)出版社，19993. PWM整流器及其控制. 張崇巍等編. 機(jī)械工業(yè)出版社，20034. MATLAB語言與自動控制. 巍克新等編. 機(jī)械工業(yè)出版社，2002 . 湯蘊璆編. 機(jī)械工業(yè)出版社，2000 孟慶春等. 基礎(chǔ)自動化7. 李華德主編. 交流調(diào)速控制系統(tǒng). 電子工業(yè)出版社，2003。同時在研究課題的過程中，讓我深刻的認(rèn)識到了我所掌握的知識還很有限，還需要在平時多多積累與學(xué)科相關(guān)的知識。第二對有關(guān)該課題的最新動態(tài)。最后將自己在研究學(xué)習(xí)中的體會與資料分別加以比較，經(jīng)過幾番深思熟慮 把這種想法及時捕捉住，再作進(jìn)一步的思考，課題做起來也會比較得心應(yīng)手。心得體會本學(xué)期到了大三要進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計的階段。c. 中壓變頻器的發(fā)展受到了電力電子器件耐壓等級不高的限制。實現(xiàn)無硬件測速傳感器的交流調(diào)速系統(tǒng)已有應(yīng)用，但轉(zhuǎn)速推斷精度和控制的實時性有待于進(jìn)一步深入研究和開發(fā)。十幾年的應(yīng)用實踐表明，矢量控制理論及其他現(xiàn)代控制理論的應(yīng)用尚待隨著交流調(diào)速的發(fā)展而不斷完善，從而進(jìn)一步提高交流調(diào)速系統(tǒng)的控制性能。交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展過程表明,現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及社會發(fā)展的需要推動了交流調(diào)速的飛速發(fā)展。隨著微機(jī)控制技術(shù),特別是以單片微機(jī)及數(shù)字