交流电机

2024-11-12

交流电机（共12篇）

交流电机篇1

(专利申请号:200910008296.0)

节能三相交流电机 (三相异步电机、三相同步电机) 因结构简单、运行可靠、维修方便, 使用广泛, 在使用中可节约50%～60%电能。功率由小到大, 电压380V到6000V。具备生产三相交流电机能力的工厂无须再增加设备均可制造。本发明研制节能三相交流电机20多年, 充分运用杠杆原理及电机磁场电动势, 调整电机的电、磁、力。热忱欢迎海内外朋友对本发明进行认证。

[施之仿供稿江苏阜宁县阜城镇城河路211号彩票站转224400] (2)

交流电机篇2

一、项目名称及建设性质

（一）项目名称

交流电机项目

（二）项目建设性质

该项目属于新建项目，依托 xxx 科技园良好的产业基础和创新氛围，充分发挥区位优势，全力打造以交流电机为核心的综合性产业基地，年产值可达 12000.00 万元。

二、项目建设单位

xxx 投资公司

三、项目咨询机构

xxx 泓域咨询

四、项目提出的理由

全市地区生产总值完成 15373 亿元、增长 6.8%，总量排名全国城市第 9、较上年前进 1 位，一般公共预算收入增长 7.7%，城乡居民人均可支配收入分别增长 8%和 9.2%。建议 2020 年全市经济社会发展主要预期目标是：地区生产总值增长 6.5%左右，一般公共预算收入增长7%左右，全社会研发经费支出与地区生产总值之比 3.5%左右，城镇、农村居民人均可支配收入分别增长 7.5%和 8.5%，全员劳动生产率稳步提高，能源和环境指标完成省下达的计划目标。

五、项目选址及用地综述

（一）项目选址方案

项目选址位于 xxx 科技园,地理位置优越，交通便利，规划电力、给排水、通讯等公用设施条件完备，建设条件良好。

（二）项目用地规模

项目总用地面积 36838.41平方米（折合约 55.23 亩），土地综合利用率 100.00%；项目建设遵循“合理和集约用地”的原则，按照交流电机行业生产规范和要求进行科学设计、合理布局，符合规划建设要求。

六、土建工程建设指标

项目净用地面积 36838.41平方米，建筑物基底占地面积 25145.90平方米，总建筑面积 53415.69平方米，其中：规划建设主体工程33125.46平方米，项目规划绿化面积 3118.36平方米。

七、设备购置

项目计划购置设备共计 150 台（套），主要包括：xxx 生产线、xx设备、xx 机、xx 机、xxx 仪等，设备购置费 4745.83 万元。

八、产品规划方案

根据项目建设规划，达产年产品规划设计方案为：交流电机 xxx单位/年。综合考 xxx 投资公司企业发展战略、产品市场定位、资金筹措能力、产能发展需要、技术条件、销售渠道和策略、管理经验以及相应配套设备、人员素质以及项目所在地建设条件与运输条件、xxx 投资公司的投资能力和原辅材料的供应保障能力等诸多因素，项目按照规模化、流水线生产方式布局，本着“循序渐进、量入而出”原则提出产能发展目标。

九、原材料供应

项目所需的主要原材料及辅助材料有：xxx、xxx、xx、xxx、xx 等，xxx 投资公司所选择的供货单位完全能够稳定供应上述所需原料，供货商可以完全保障项目正常经营所需要的原辅材料供应，同时能够满足xxx 投资公司今后进一步扩大生产规模的预期要求。

十、项目能耗分析

1、项目年用电量 642710.03 千瓦时，折合 78.99 吨标准煤，满足交流电机项目项目生产、办公和公用设施等用电需要

2、项目年总用水量 10981.62 立方米，折合 0.94 吨标准煤,主要是生产补给水和办公及生活用水。项目用水由 xxx 科技园市政管网供给。

3、交流电机项目项目年用电量 642710.03 千瓦时，年总用水量10981.62 立方米，项目年综合总耗能量（当量值）79.93 吨标准煤/年。达产年综合节能量 22.54 吨标准煤/年，项目总节能率 28.00%，能源利用效果良好。

十一、环境保护

项目符合 xxx 科技园发展规划，符合 xxx 科技园产业结构调整规划和国家的产业发展政策；对产生的各类污染物都采取了切实可行的治理措施，严格控制在国家规定的排放标准内，项目建设不会对区域生态环境产生明显的影响。

项目设计中采用了清洁生产工艺，应用清洁原材料，生产清洁产品，同时采取完善和有效的清洁生产措施，能够切实起到消除和减少污染的作用。项目建成投产后，各项环境指标均符合国家和地方清洁生产的标准要求。

十二、项目建设符合性

（一）产业发展政策符合性

由 xxx 投资公司承办的“交流电机项目”主要从事交流电机项目投资经营，其不属于国家发展改革委《产业结构调整指导目录（2011年本）》（2013 年修正）有关条款限制类及淘汰类项目。

（二）项目选址与用地规划相容性

交流电机项目选址于 xxx 科技园，项目所占用地为规划工业用地，符合用地规划要求，此外，项目建设前后，未改变项目建设区域环境功能区划；在落实该项目提出的各项污染防治措施后，可确保污染物达标排放，满足 xxx 科技园环境保护规划要求。因此，建设项目符合项目建设区域用地规划、产业规划、环境保护规划等规划要求。

（三）

“ 三线一单 ” 符合性

1、生态保护红线：交流电机项目用地性质为建设用地，不在主导生态功能区范围内，且不在当地饮用水水源区、风景区、自然保护区等生态保护区内，符合生态保护红线要求。

2、环境质量底线：该项目建设区域环境质量不低于项目所在地环境功能区划要求，有一定的环境容量，符合环境质量底线要求。

3、资源利用上线：项目营运过程消耗一定的电能、水，资源消耗量相对于区域资源利用总量较少，符合资源利用上线要求。

4、环境准入负面清单：该项目所在地无环境准入负面清单，项目采取环境保护措施后，废气、废水、噪声均可达标排放，固体废物能够得到合理处置，不会产生二次污染。

十三、项目进度规划

本期工程项目建设期限规划 12 个月。对于难以预见的因素导致施工进度赶不上计划要求时及时研究，项目建设单位要认真制定和安排赶工计划并及时付诸实施。undefined

十四、投资估算及经济效益分析

（一）项目总投资及资金构成

项目预计总投资 11701.43 万元，其中：固定资产投资 10184.41万元，占项目总投资的 87.04%；流动资金 1517.02 万元，占项目总投资的 12.96%。

（二）资金筹措

该项目现阶段投资均由企业自筹。

（三）项目预期经济效益规划目标

项目预期达产年营业收入 11932.00 万元，总成本费用 9310.24 万元，税金及附加 190.75 万元，利润总额 2621.76 万元，利税总额3174.13 万元，税后净利润 1966.32 万元，达产年纳税总额 1207.81 万

元；达产年投资利润率 22.41%，投资利税率 27.13%，投资回报率16.80%，全部投资回收期 7.45 年，提供就业职位 209 个。

十五、报告说明

报告是确定建设项目前具有决定性意义的工作，是在投资决策之前，对拟建项目进行全面技术经济分析论证的科学方法，在投资管理中，可行性研究是指对拟建项目有关的自然、社会、经济、技术等进行调研、分析比较以及预测建成后的社会经济效益。该项目报告对项目所涉及的主要问题，例如：项目资源条件、项目原辅材料、项目燃料和动力的供应、项目交通运输条件、项目建设规模、项目投资规模、项目产工艺和设备选型、项目产品类别、项目节能技术和措施、环境影响评价和劳动卫生保障等，从技术、经济和环境保护等多个方面进行较为详细的调查研究。通过分析比较方案，并对项目建成后可能取得的技术经济效果进行预测，从而为投资决策提供可靠的依据，作为该项目进行下一步环境评价及工程设计的基础文件。

十六、项目评价

1、本期工程项目符合国家产业发展政策和规划要求，符合 xxx 科技园及 xxx 科技园交流电机行业布局和结构调整政策；项目的建设对

促进 xxx 科技园交流电机产业结构、技术结构、组织结构、产品结构的调整优化有着积极的推动意义。

2、xxx 科技发展公司为适应国内外市场需求，拟建“交流电机项目”，本期工程项目的建设能够有力促进 xxx 科技园经济发展，为社会提供就业职位 209 个，达产年纳税总额 1207.81 万元，可以促进 xxx科技园区域经济的繁荣发展和社会稳定，为地方财政收入做出积极的贡献。

3、项目达产年投资利润率 22.41%，投资利税率 27.13%，全部投资回报率 16.80%，全部投资回收期 7.45 年，固定资产投资回收期7.45 年（含建设期），项目具有较强的盈利能力和抗风险能力。

4、从促进产业发展看，民营企业机制灵活、贴近市场，在优化产业结构、推进技术创新、促进转型升级等方面力度很大，成效很好。据统计，我国 65%的专利、75%以上的技术创新、80%以上的新产品开发，是由民营企业完成的。从吸纳就业看，民营经济作为国民经济的生力军是就业的主要承载主体。全国工商联统计，城镇就业中，民营经济的占比超过了 80%，而新增就业贡献率超过了 90%。从经济的贡献看，截至 2017 年底，我国民营企业的数量超过 2700 万家，个体工商户超过了 6500 万户，注册资本超过 165 万亿元，民营经济占 GDP 的比重超

过了 60%，撑起了我国经济的“半壁江山”。同时，民营经济也是参与国际竞争的重要力量。

综上所述，项目的建设和实施无论是经济效益、社会效益还是环境保护、清洁生产都是积极可行的。

十七、主要经济指标

主要经济指标一览表

序号项目单位指标备注 1

占地面积

平方米

36838.41

55.23 亩

1.1

容积率

1.45

1.2

建筑系数

68.26%

1.3

投资强度

万元/亩

184.40

1.4

基底面积

平方米

25145.90

1.5

总建筑面积

平方米

53415.69

1.6

绿化面积

平方米

3118.36

绿化率 5.84%

总投资

万元

11701.43

2.1

固定资产投资

万元

10184.41

2.1.1

土建工程投资

万元

4238.74

2.1.1.1

土建工程投资占比

万元

36.22%

2.1.2

设备投资

万元

4745.83

2.1.2.1

设备投资占比

40.56%

2.1.3

其它投资

万元

1199.84

2.1.3.1

其它投资占比

10.25%

2.1.4

固定资产投资占比

87.04%

2.2

流动资金

万元

1517.02

2.2.1

流动资金占比

12.96%

收入

万元

11932.00

总成本

万元

9310.24

利润总额

万元

2621.76

净利润

万元

1966.32

所得税

万元

1.45

增值税

万元

361.62

税金及附加

万元

190.75

纳税总额

万元

1207.81

利税总额

万元

3174.13

投资利润率

22.41%

投资利税率

27.13%

投资回报率

16.80%

回收期

年

7.45

设备数量

台（套）

150

年用电量

千瓦时

642710.03

年用水量

立方米

10981.62

总能耗

吨标准煤

79.93

节能率

28.00%

节能量

吨标准煤

22.54

员工数量

人

209

土建工程投资一览表

序号项目占地面积（㎡）

基底面积（㎡）

建筑面积（㎡）

计容面积（㎡）

投资（万元）

主体生产工程

17778.15

33125.46

2891.50

1.1

主要生产车间

10666.89

19875.28

1792.73

1.2

辅助生产车间

5689.01

10600.15

925.28

1.3

其他生产车间

1422.25

1921.28

173.49

仓储工程

3771.89

13188.65

837.26

2.1

成品贮存

942.97

3297.16

209.31

2.2

原料仓储

1961.38

6858.10

435.38

2.3

辅助材料仓库

867.53

3033.39

192.57

供配电工程

201.17

14.37

3.1

供配电室

201.17

14.37

给排水工程

231.34

12.85

4.1

给排水

231.34

12.85

服务性工程

2388.86

151.65

5.1

办公用房

1419.09

77.54

5.2

生活服务

969.77

73.64

消防及环保工程

673.91

48.13

6.1

消防环保工程

673.91

48.13

项目总图工程

100.58

210.05

7.1

场地及道路硬化

6781.76

1242.54

7.2

场区围墙

1242.54

6781.76

7.3

安全保卫室

100.58

绿化工程

2083.74

72.93

合计

25145.90

53415.69

4238.74

节能分析一览表

序号项目单位指标备注 1

总能耗

吨标准煤

79.93

1.1

—年用电量

千瓦时

642710.03

1.2

—年用电量

吨标准煤

78.99

1.3

—年用水量

立方米

10981.62

1.4

—年用水量

吨标准煤

0.94

年节能量

吨标准煤

22.54

节能率

28.00%

节项目建设进度一览表

序号项目单位指标 1

完成投资

万元

9712.85

1.1

——完成比例

83.01%

完成固定资产投资

万元

6622.56

2.1

——完成比例

68.18%

完成流动资金投资

万元

3090.29

3.1

——完成比例

31.82%

人力资源配置一览表

序号项目单位指标 1

一线产业工人工资

1.1

平均人数

人

142

1.2

人均年工资

万元

4.65

1.3

年工资额

万元

634.98

工程技术人员工资

2.1

平均人数

人

2.2

人均年工资

万元

5.46

2.3

年工资额

万元

169.08

企业管理人员工资

3.1

平均人数

人

3.2

人均年工资

万元

6.32

3.3

年工资额

万元

58.10

品质管理人员工资

4.1

平均人数

人

4.2

人均年工资

万元

5.66

4.3

年工资额

万元

92.95

其他人员工资

5.1

平均人数

人

5.2

人均年工资

万元

4.37

5.3

年工资额

万元

56.13

职工工资总额

万元

1011.24

固定资产投资估算表

序号

项目

单位

建筑工程费

设备购置及安装费

其它费用

合计

占总投资比例

项目建设投资

万元

4238.74

4745.83

184.40

10184.41

1.1

工程费用

万元

4238.74

4745.83

7984.58

1.1.1

建筑工程费用

万元

4238.74

36.22%

1.1.2

设备购置及安装费

万元

4745.83

40.56%

1.2

工程建设其他费用

万元

1199.84

10.25%

1.2.1

无形资产

万元

675.28

1.3

预备费

万元

524.56

1.3.1

基本预备费

万元

240.66

1.3.2

涨价预备费

万元

283.90

建设期利息

万元

固定资产投资现值

万元

10184.41

流动资金投资估算表

序号

项目

单位

达产年指标

第一年

第二年

第三年

第四年

第五年

流动资产

万元

7984.58

4194.37

7180.56

7984.58

1.1

应收账款

万元

2395.37

1077.92

1916.30

2395.37

1.2

存货

万元

3593.06

1616.88

2874.45

3593.06

1.2.1

原辅材料

万元

1077.92

485.06

862.33

1077.92

1.2.2

燃料动力

万元

53.90

24.25

43.12

53.90

1.2.3

在产品

万元

1652.81

743.76

1322.25

1652.81

1.2.4

产成品

万元

808.44

363.80

646.75

808.44

1.3

现金

万元

1996.14

898.27

1596.92

1996.14

流动负债

万元

6467.56

2910.40

5174.05

6467.56

2.1

应付账款

万元

6467.56

2910.40

5174.05

6467.56

流动资金

万元

1517.02

682.66

1213.62

1517.02

铺底流动资金

万元

505.67

227.55

404.54

505.67

总投资构成估算表

序号项目单位指标占建设投资比例占固定投资比例占总投资比例 1

项目总投资

万元

11701.43

114.90%

100.00%

项目建设投资

万元

10184.41

100.00%

87.04%

2.1

工程费用

万元

8984.57

88.22%

76.78%

2.1.1

建筑工程费

万元

4238.74

41.62%

36.22%

2.1.2

设备购置及安装费

万元

4745.83

46.60%

40.56%

2.2

工程建设其他费用

万元

675.28

6.63%

5.77%

2.2.1

无形资产

万元

675.28

6.63%

5.77%

2.3

预备费

万元

524.56

5.15%

4.48%

2.3.1

基本预备费

万元

240.66

2.36%

2.06%

2.3.2

涨价预备费

万元

283.90

2.79%

2.43%

建设期利息

万元

固定资产投资现值

万元

10184.41

100.00%

87.04%

建设期间费用

万元

流动资金

万元

1517.02

14.90%

12.96%

铺底流动资金

万元

505.67

4.97%

4.32%

营业收入税金及附加和增值税估算表

序号项目单位第一年第二年第三年第四年第五年 1

营业收入

万元

5369.40

9545.60

11932.00

1.1

万元

5369.40

9545.60

11932.00

现价增加值

万元

1718.21

3054.59

3818.24

增值税

万元

162.73

289.30

361.62

3.1

销项税额

万元

1909.12

3.2

进项税额

万元

696.38

1238.00

1547.50

城市维护建设税

万元

11.39

20.25

25.31

教育费附加

万元

4.88

8.68

10.85

地方教育费附加

万元

3.25

5.79

7.23

土地使用税

万元

147.35

税金及附加

万元

166.88

182.07

190.75

折旧及摊销一览表

序号项目运营期合计第一年第二年第三年第四年第五年 1

建(构)筑物

原值

4238.74

当期折旧额

3390.99

169.55

净值

847.75

4069.19

3899.64

3730.09

3560.54

3390.99

机器设备

原值

4745.83

当期折旧额

3796.66

253.11

净值

4492.72

4239.61

3986.50

3733.39

3480.28

建筑物及设备原值

8984.57

当期折旧额

7187.66

422.66

建筑物及设备净值

1796.91

8561.91

8139.25

7716.59

7293.93

6871.27

无形资产

原值

675.28

当期摊销额

675.28

16.88

净值

658.40

641.52

624.63

607.75

590.87

合计：折旧及摊销

7862.94

439.54

总成本费用估算一览表

序号项目单位达产年指标第一年第二年第三年第四年第五年 1

外购原材料费

万元

6165.31

2774.39

4932.25

6165.31

外购燃料动力费

万元

413.11

185.90

330.49

413.11

工资及福利费

万元

1011.24

修理费

万元

50.72

22.82

40.58

50.72

其它成本费用

万元

1230.32

553.64

984.26

1230.32

5.1

其他制造费用

万元

373.10

167.90

298.48

373.10

5.2

其他管理费用

万元

200.52

90.23

160.42

200.52

5.3

其他销售费用

万元

717.52

322.88

574.02

717.52

经营成本

万元

8870.70

3991.82

7096.56

8870.70

折旧费

万元

422.66

摊销费

万元

16.88

利息支出

万元

总成本费用

万元

9310.24

4987.54

7738.35

9310.24

10.1

可变成本

万元

7859.46

3536.76

6287.57

7859.46

10.2

固定成本

万元

1450.78

盈亏平衡点

51.65%

利润及利润分配表

序号项目单位达产指标第一年第二年第三年第四年第五年 1

营业收入

万元

11932.00

5369.40

9545.60

11932.00

税金及附加

万元

190.75

166.88

182.07

190.75

总成本费用

万元

9310.24

4987.54

7738.35

9310.24

增值税

万元

361.62

162.73

289.30

361.62

利润总额

万元

2621.76

-2812.52

-3037.14

2621.76

应纳税所得额

万元

2621.76

-2812.52

-3037.14

2621.76

企业所得税

万元

655.44

-703.13

-759.28

655.44

税后净利润

万元

1966.32

-2109.39

-2277.86

1966.32

可供分配的利润

万元

1966.32

-2109.39

-2277.86

1966.32

法定盈余公积金

万元

196.63

-210.94

-227.79

196.63

可供投资者分配利润

万元

1769.69

-1898.45

-2050.07

1769.69

应付普通股股利

万元

1769.69

-1898.45

-2050.07

1769.69

各投资方利润分配

万元

1769.69

-1898.45

-2050.07

1769.69

15.1

项目承办方股利分配

万元

1769.69

-1898.45

-2050.07

1769.69

息税前利润

万元

2621.76

-2812.52

-3037.14

2621.76

息税折旧摊销前利润

万元

3061.30

--3061.30

3061.30

2372.98

2597.60

销售净利润率

16.48%

-39.29%

-23.86%

16.48%

全部投资利润率

22.41%

-24.04%

-25.96%

22.41%

全部投资利税率

27.13%

全部投资回报率

16.80%

-18.03%

-19.47%

16.80%

总投资收益率

16.80%

-18.03%

-19.47%

16.80%

资本金净利润率

16.80%

-18.03%

-19.47%

16.80%

盈利能力分析一览表

序号项目单位指标 1

净利润

万元

1966.32

投资利润率

22.41%

投资利税率

27.13%

投资回报率

16.80%

回收期

年

为意义而交流，为启发而交流篇3

【关键词】英语课堂英语教师真实对话

师生之间的交流对话是英语课堂的重要组成部分。Scott Thornbury（1996：279-281）提到目前师生在课堂上真正意义上的对话很少。现在的对话过于仪式化、程序化。英语课堂需要真实的对话，而不是为了对话而对话。

一、真实的对话

Richard Cullen（1998：180-181）认为课堂发生的对话环境有其特殊性，要遵循教学目标、既定规则的要求，不应简单以实际生活的对话作为课堂对话真实性的标准。在这种特殊的课堂环境下，我们英语课程的出发点和落脚点又在哪里呢？真实对话的双重标准是有意义和有启发。

1.有意义的交流。有意的交流就是教师与学生的对话以沟通信息。交流思想为目的。全建强提出真正的交际活动以获取信息为目的，注重师生在真实语言情境中进行交流，注重听说双方的角色、地位、情感、态度、以及相互之前的关系、共享的知识和客观情景。

2.有启发的交流。有启发的交流，需要学生参与课堂中，需要教师引导学生进行独立的思考，而不是简单地模仿和练习。教师要真正跳出教材、语言材料的束缚，把真实的生活环境呈现给学生，把对话的主题上升到人文关怀的高度。

二、对话模式探究

I-R-F模式是师生对话的最常用的模式。模式如下

T： What will you be in the future？（Initiate）

S： I will be a basketball player. （Response）

T： A basketball player， great. （Feedback）

Richard Cullen（2002：119-120）认为这种传统的对话模式一方面教师通过问题引发能进行意义的交流，另一方面教师也能通过反馈，进行点评，是非常适合课堂的交流模式。从I-R-F模式入手，看教师在对话模式中如何有意义的交流，有启发的交流。

1.问题引发。教师提问问题的类型、对问题的修正、以及给与学生反应的时间是问题引发环节体现对话真实性的三个关键环节。教师的问题包括两种问题。一种是展示性问题（display question），例如阅读文本时的理解性问题，教师知道已经知道问题的答案，学生的回答只是用来检验对于词汇、语法知识的掌握程度。另一种是相关性问题（referential question），教师是不知道问题的答案的，例如教师问“whats your favorite color？”，这时候学生的回答是随机的，是无法预测的。真实的对话，不仅仅需要展示性问题，来检验学生对指示目标的掌握程度，还需要从展示性问题过渡到参考性问题，深度展开，引发学生思考，进行有意义的交流。

2.学生中心。从上述前三个案例中，我们可以看出，在整个对话中教师成了对话的中心：教师控制着对话的主题，掌握着对话的内容和进程，甚至是指定谁来回答这个问题。教师和学生在整个对话中是不平等的，学生在对话中处于被动地位，只能不停地回答问题。教师需要在平日培养学生的批判思维，对问题独立思考，在对话中反客为主，向教师提问。课堂真实的对话是以学生为中心的对话学习，学生有权利进行选择和提问。

3.评价反馈。传统的课堂对话中教师评价更加注重对学生的语音、语调、语法错误的纠正，忽视了对学生回答内容的反馈。真实的对话是信息的交流，是情感的分享，得到教师共情反馈的学生，会更加自信地、积极地参与到课堂中。

三、总结

真实的课堂对话体现了英语课程的性质：工具性和人文性的统一。一方面师生的交流为学生提供了丰富的语言输入：教师为学生展示了各种情境下词汇、句子、语法的结构，学生通过接触这种规范的语言、有趣的情境，激发了与教师、同伴交流的兴趣，提高学生交际能力。另一方面师生的交流为学生开启了另一扇文化之门：教师通过各种语言材料，向学生展示有别于本国文化的另一种文明和思维，鼓励学生创造，培养学生全面思考问题的能力。

参考文献：

[1]程晓堂.论英语教师课堂话语的真实性[J].课程·教材·教法，2010，05：54-59.

[2]胡青球.中外教师英语课堂话语对比分析——个案研究[J].国外外语教学，2007，01：32-37.

[3]全建强.英语课堂教学的真实性[J].国外外语教学，2006，01：9-13.

[4]杨蔚君.以教师为主导的英语阅读课堂师生对话质量调查[J].教学与管理，2013，18：84-86.

[5]Thornbury，S.Teacher research teacher talk[J].ELT Journal 1996：279-289.

[6]Cullen，R.Teacher talk and the classroom context[J].ELT Journal 1998：179-187.

[7]Cullen，R.Supportive teacher talk：the importance of the F-move[J].ELT Journal 2002：117-127.

交流电机变频调速研究篇4

首先通过下式 (1) 求得三相异步电动机的转速n:

其中, “n”表示“电机转速”;“n1”表示“电机的同步转速”;“p”表示“磁极对数”;“s”表示“转差率”;“f”表示“频率”。根据公式 (1) 得知:改变极对数、转差率和频率后, 就能实现异步电机调速。前两种方法转差效率有一定的损耗, 在一定程度上限制了电机的工作效率。变频调速是基于对子电源频率的调整来改变同步频率, 进而实现电机转速的调整。

2 变频变压的实现———SPWM调制波

如图1所示每个脉冲宽度为t1, 相邻脉冲间隔为t2, t1+t2=T (脉冲周期) , 则等宽脉冲占空比为

调节占空比α, 就能将输出的平均电压调节到符合设计要求, 若要调速, 就必须通过调整PWM波的频率1/T改变电源频率, 进而实现调速。另外, 要改变频率和占空比, 就必须借助专用控制电路进行调节。

虽然上述方法能够满足变频与变压控制要求, 但逆变电路输出的电压波形仍夹杂着高次谐波成分, 需要对其进行优化设计。目前比较有效的优化方法是将等宽的脉冲波转为宽度按照正弦化规律渐变的脉冲波 (详见图2) 。这种SPWM波大大减少了谐波分量, 可以得到基本满意的驱动效果。为了提高基波含量, 还可以三次谐波注入法, 已有集成芯片问世。

产生正弦脉宽调制波SPWM的方法是:用一组等腰三角形波进行比较, 如图3所示, 其相等的时刻 (即交点) 作为开关管“开”或“关”的时刻。

将这组等腰三角形波称为载波, 而正弦波则称为调制波。正弦波的频率和幅值具有可控性, 要调整电机转速, 首先要按设计要求调整正弦波的频率, 使输出电源随之变动, 进而实现对电动机转速的调整。而对输出电压的调整, 则需要调整正弦波幅值实现对正弦波与载波交点的调整, 通过输出脉冲序列宽度的调整来改变输出电压。

一般来说, 可以通过极性控制来实现对三相逆变开关管生成SPWM的控制。极性控制包括两种控制模式, 一是单极性控制, 另一种是双极性控制。在单极性控制模式下, 每半个周期内逆变桥安装在同一桥臂上的两只逆变管中, 能够反复导通的开关管只有一只, 另一只开关管则始终处于断开状态。而另外半个周期内, 反复导通的那只开关管将会始终是断开的状态, 而原来断开的开关管会反复导通, 两只逆变开关管正好呈现出相反的状态。在双极性控制模式下, 全周期内, 逆变桥同一臂的上下两开交替开通与关断恰好互补。

图4 (a) 是三相调制波与等腰三角形载波的关系。三相调制波由3条正弦波组成, 其频率与幅值一致, 但是存在120度相位差, 同一桥臂 (即同一相) 的逆变开关管的开通与关断时间主要取决于正弦波与等腰三角形的焦点位置。从线电压Ury, 输出波形来看 (见图4 (b) ) , 它是由相电压合成的 (Ury=Ur-Uy, 同理, 也可以得到Uyb和Ubr) 。

3 系统控制结构 (图5)

4 单片机程序流程图简介 (图6)

5 总结

本篇论文阐述了交流电机综合控制装置的设计理论以及发展趋势, 对异步电机的变频调速闭环控制系统做了一定设计。异步电机的调速控制系统的主电路和控制电路的理论设计, 并给出了单片机的部分流程图。系统理论上应该能够完成电机的启动、调速、停止控制, 以及电机运行过程中出现过流、过压、缺相等异常情况时的综合保护功能。

参考文献

[1]林立, 李晓静, 蒋云峰.基于DSP的SVPWM矢量控制数字化变频调速系统[J].中小型电机, 2004 (05) .

[2]叶成平.交流感应电机的参数辨识及数字控制技术研究[D].南京工业大学, 2004.

学会交流交流话作文800字篇5

人与人之间的交流是必不可少的。有交流人与人之间的关系才会更加紧密，才会更加热闹，才会从彼此身上获得快乐。正如“离线酒杯”打破了人们只顾玩手机的这种现象，才使得人们有机会去交流，让人们在交流中收获快乐。

学会交流，才能拉近彼此的距离。如今，《爸爸回来了》这个节目这个综艺节目火了。这个节目主要讲了四个父亲与他们的孩子一起接触，从而使彼此的距离更加近。给我印象十分深刻的是王中磊和他的儿子威廉。起初，威廉在自己的爸爸面前是一个很害羞的小男孩，并且话也很少。因为自己的爸爸总是忙于工作，很少和他交流。但是，参加了这个节目之后，他们父子经历玩游戏，做饭等这些事，他们慢慢的缩短了彼此的距离，他们时常在一起交流。后来，彼此的距离越来越近，通过交流，他们都感受到了对方的关爱。可见，交流可以拉近人与人之间的距离。学会交流，才能打开彼此的心扉。

爱米诺徳，她从小就是一个沉默话少的女孩，她很少与别人交流、沟通。所以，她过的并不像其他孩子一样快乐、幸福。她只能自己一个人去享受她的开心，忍受自己的痛苦，只能一个人默默的去追寻自己的梦想。后来，慢慢的大了，她才开始懂得了交流的重要性。她开始学着交流，她开始和自己的父母交流，和朋友交流，和老师交流。在交流的过程中，她不仅和他人分享了快乐，还减轻了自己的痛苦，更收获到了许多不知道的知识。可见，学会交流，才可以打开人的心扉。

交流电机篇6

公益项目交流展示成为此次活动最大的亮点。它旨在探索中国社会组织灾难救援活动的规律，同时搭建一个公益资源交流平台，帮助解决信息不对称造成的资助方与公益组织之间沟通不畅、公益资源不能有效利用的问题，以推动基层公益组织的发展。国内一百多家优秀公益组织及项目，首次大规模全方位地展示了风采。

众所周知，在经济领域，信息不对称将会破坏市场的有效性而导致市场失灵。而在公益领域，同样存在着很多信息不对称。它们已经成为公益领域的发展障碍，也使更多公益的新生力量一中小机构在进入这个领域时遇到更多的困难。

上海NPI公益组织发展中心设计了此次的公益项目交流展示会，以搭建一个有影响力的信息平台。为基层组织提供公平、务实的集体展示舞台，为资助方提供大量新颖又诚信的公益项目；同时通过项目的展示与交流，促进公益资源的供给方与需求方互通信息并结成伙伴关系，实现公益资源的共享。

在现有的公益行业中。基层社会组织往往处于弱势地位。本次活动由来自全国各地的128家基层社会组织带来的数百个参展项目，涵盖了灾后重建、环保、文化教育、扶贫、助残、社区服务、公平贸易等多个领域。“公益行业经过这些年的发展，尤其是去年汶川大地震后的迅速发展，已经可以看到产业链的逐渐成形，公益领域各方的合作已是势所必然。公益项目交流展示会就是公益领域的广交会，它旨在打造国内第一资源匹配平台。”南都公益基金会秘书长徐永光如是说。

交流电机控制策略的发展综述篇7

随着电力电子技术、微电子技术、数字控制技术以及控制理论的发展,交流传动系统的动、静态特性完全可以和直流传动系统相媲美,交流传动系统获得广泛应用,交流传动取代直流传动已逐步变为现实。

由于交流电机本质上为非线性、多变量、强耦合、参数时变、大干扰的复杂对象,它的有效控制一直是国内外研究的热点问题,现已提出了多种控制策略与方法。其中经典线性控制不能克服负载、模型参数的大范围变化及非线性因素的影响,控制性能不高;矢量控制、直接转矩控制也存在一些问题;近年来,随着现代控制和智能控制的理论发展,先进控制算法被应用于交流电机控制,并取得一定成果。

这些方法各有特点,在实际应用中需根据具体要求适当选择,才能实现最佳效果。因此,全面了解各种控制策略非常重要。本文将对当前交流电机常用控制策略进行了全面地分析和比较,给出其优缺点,并指出发展方向。

1 交流电机的控制算法

1.1 基于交流电机稳态模型的控制方法

常用的稳态模型控制方案有开环恒V/f比控制(即电压/频率=常数)和闭环转差频率控制。

(1)恒压频比控制(Constant V/f Control,VFC)

此法是从变压变频基本控制方式出发的且不带速度反馈的开环控制方式[1]。由于在额定频率以下,若电压一定而只降低频率,那么气隙磁通就要过大,造成磁路饱和,严重时烧毁电机。为了保持气隙磁通不变,VFC采用感应电势与频率之比为常数的方式进行控制。

此法优点:结构简单,工作可靠,控制运算速度要求不高等。

此法缺点:开环控制的调速精度和动态性能较差;只控制了气隙磁通,而不能调节转矩,性能不高;由于不含有电流控制,起动时必须具有给定积分环节,以抑制电流冲击;低频时转矩不足,需转矩补偿,以改变低频转矩特性。

(2)闭环转差频率控制(Close-loop Slip Frequency Control,SFC)

此法是一种直接控制转矩的控制方式[2]。在电机稳定运行时,在转差率很小的变化范围内,只要维持电机磁链不变,电机转矩就近似与转差角频率成正比,因此控制转差角频率即可控制电机转矩。

此法优点:基本上控制了电机转矩,提高了转速调节的动态性能和稳态精度。

此法缺点:不能真正控制动态过程的转矩,动态性能不理想。

上述两种控制方法基本上解决了电机平滑调速问题,但系统的控制规律是只依据电机的稳态数学模型,没有考虑过渡过程,系统在稳定性、起动及低速时转矩动态响应等动态性能不高;转矩和磁链是电压幅值及频率的函数,当仅控制转矩时,由于I/O间的耦合会导致响应速度变慢,即使有很好的控制方案,交流电机也很难达到直流电机所能达到的性能。但这两种控制的规律简单,目前仍在一般调速系统中采用,它们适用于动态性能要求不高的交流调速场合,例如风机、水泵等负载。

1.2 基于交流电机动态模型的控制方法

1.2.1 交流电机的基本控制方法

要获得高动态性能,必须依据交流电机的动态数学模型。它的动态数学模型是非线性多变量的,其输入变量为定子电压和频率,输出变量为转速和磁链。当前最成熟的控制方法有矢量控制和直接转矩控制两种。

(1)矢量控制(Vector Control,VC)

它是由Blasehke F.在1971年提出。根据电机的动态数学模型,利用矢量变换方法,将异步电机模拟成直流电机,从而获得良好的动态调速性能。它可分为转子磁场定向控制和定子磁场定向控制两种,其中转子磁链定向控制以转子磁链为参考坐标,通过静止坐标系到旋转坐标系间的坐标变换,将定子电流分解成产生磁链的励磁分量和产生转矩的转矩分量,并使两分量相互独立而解耦,然后分别对磁链和转矩独立控制。通常的控制策略是保持励磁电流不变,改变转矩电流来控制电机转矩;定子磁场定向控制是将同步旋转坐标系d轴放置在定子磁场方向上,有利于定子磁通观测器的实现,减弱转子回路参数对控制系统的影响,但低速运行时,定子电阻压降不容忽略,反电势测量误差较大,导致定子磁通观测不准,影响系统性能。若采用转子方程实现磁通观测,会增加系统复杂性。

此法优点:实现了磁链与转矩的解耦,可对它们分别独立控制,明显改善了控制性能。

此法缺点:对电机参数的依赖性大,而电机参数存在时变性,难以达到理想的控制效果;即使电机参数与磁链能被精确测量,也只有稳态时才能实现解耦,弱磁时耦合仍然存在;需假设电机中只有基波正序磁势,太理论化,不完全符合实际;若解耦后的控制回路采用普通PI调节器,其性能受参数变化及各种不确定性影响严重。

矢量控制已获得非常广泛应用于交流电机控制[3],且为克服其缺点,它常与其他控制方法相结合来使用。

(2)直接转矩控制(Direct Torque Control,

它是由德国Depenbrock M.于1985年提出,它摒弃了解耦思想,直接控制电机转矩,不需要复杂的变换与计算,把电机和逆变器看成一个整体,采用空间电压矢量分析方法在定子坐标系下分析交流电机的数学模型,计算定子磁通和转矩,通过PWM逆变器的开关状态直接控制转矩。DTC)

此法优点:控制思路新颖,采用“砰-砰”控制,系统结构简洁,无需对定子电流解耦,静、动态性能优良;采用定子磁链进行磁场定向,只要知道定子电阻就可以把它观测出来,使系统性能对转子参数呈现鲁棒性;可被推广到弱磁调速范围。

此法缺点:功率开关器件存在一定的通、断时间,为防止同一桥臂的两开关发生直通而短路,必须在控制信号中设置死区,但死区会使在各调制周期内引起微小畸变,畸变积累后会使逆变器的输出电流产生畸变,引起转矩脉动,低速时死区效应更明显;低速时定子电阻的变化引起的定子电流和磁链的畸变;对逆变器开关频率提高的限制较大;无电流环,不能做电流保护,需加限流措施。

此法已逐步大量用于交流电机控制[4],且为克服它的缺点,常与其他控制方法相结合。

VC和DTC两法表面上不同,控制性能上各有特色,但本质是相同的,都采用转矩、磁链分别控制,其中转矩控制环(或电流的转矩分量环)都处于转速环的内环,可抑制磁链变化对转速子系统的影响,使转速和磁链子系统近似解耦。

1.2.2 交流电机的线性控制方法

在VC和DCT两种基本的电机动态模型控制方法基础上,采用解耦后的线性控制或非线性控制可以构成高性能的控制系统,需要要解决的问题是提高系统的鲁棒性,以克服参数变化和各种扰动的影响。传统的电机控制一般采用线性模型和线性控制,控制结构采用双环(速度环和电流环)或三环(磁链环)结构。

(1)PID控制(PID Control)

PID控制问世已有70多年了,它是根据系统的误差,利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。由于其简单、有效、实用的特性,目前仍是应用最为广泛的控制算法。

此法优点:结构简单,物理意义明确,稳定性好,调整方便,应用经验丰富。

此法缺点:仅适于线性、定常对象的控制,但不适于非线性、时变、耦合及参数和结构不确定的复杂对象的控制。

由于交流电机是一个强耦合的非线性对象,且存在多种干扰,电机参数也会变化,此法无法在线自适应对象参数的变化,控制参数适用控制对象范围小,难以取得满意的控制效果。近年来,出现了PID控制与其他控制相结合的多种新型PID控制,如自适应PI、模糊PI、神经PI等控制,它们在一定程度上改善了电机的调速性能[5]。

(2)内模控制(Internal Model Control,IMC)

它是由Garcia和Motari于1982年提出的,是在Smith预估基础上扩展的一种基于过程模型的控制策略。它通过对控制器的重新设计,增加了滤波环节,提高了系统的鲁棒性。

此法优点:结构简单,设计直观;在线调节参数少,调整容易;跟踪调节好,鲁棒性强,抗扰性高;特别适合于时滞系统的控制。

此法缺点:需要被控对象的内部模型,且当模型失配时,控制效果变差,甚至导致系统不稳;对难以建立模型、存在不确定及非线性的复杂对象,难以取得满意的控制效果。

此法已被用于电机VC控制中的电流调节器,系统的动态响应较好,且对参数变化的敏感性小[6]。目前,此法已扩展到了多变量、非线性系统,还与自适应、预测、模糊、神经网络等其他控制方法结合,取得了更好的控制效果。

(3)最优控制(Optimal Control,OC)

它是由Bellman R E等于1957年提出的方法基础上发展起来的,在满足一定约束条件下,寻求最优控制策略,使得系统的性能指标达到极值。它的常用基本方法为动态规划、最大值原理和变分法。已在线性二次型调节、时间最短、能耗最小等领域广泛应用。

此法优点:可用于MIMO系统、非线性及时变系统;各种冲突的设计目标通过性能指标函数自动折中考虑,不依赖设计者经验;性能指标函数不仅可考虑动、静态性能,还可结合能量消耗;线性二次型调节器的相位裕量至少60°,幅度裕量无限大。

此法缺点:对象维数不宜太高,否则计算时间过长,难以实际应用;建模要准确,不能有未建模动态,存在鲁棒性问题;存在最优化算法的简化和实用性问题。

VC在恒转矩调速范围内采取恒磁通控制策略,在轻载时系统运行在额定磁通会引起过度铁芯损耗,导致电机效率降低。采用基于模型的最小损耗函数控制对轻载稳态时的效率进行优化,可减小铁损,使铜损与铁损达到平衡,实现效率最优[7]。

(4)预测控制(Predictive Control,PC)

它是由Richalet等于1978年提出,具有多步测试、滚动优化和反馈校正三个基本特征,它不是采用不变的全局优化目标,而是采用滚动式的有限时域优化策略,使得在控制的全程中实现动态优化,而在控制的每步实现静态参数优化,及时弥补了模型失配、时变、干扰等引起的不确定性,使控制保持实际上的最优。它主要包括模型算法控制(MAC)、动态矩阵控制(DMC)、广义预测控制(GPC)、预测函数控制(PFC)等多种算法。

此法优点:预测和优化模式是对最优控制的修正,建模方便;采用非最小化描述的离散卷积和模型,信息冗余量大,提高了鲁棒性;采用滚动优化策略,使模型失配、畸变、干扰等引起的不确定性及时得到弥补,提高了抗扰性和适应性;对模型精度要求不高,跟踪性能良好,更适于复杂工业过程控制。

此法缺点:在线计算时间长,计算量大;理论分析难以深入;对多变量预测控制算法的稳定性、鲁棒性的研究亟待解决;对非线性系统的预测控制还没有很好地解决。

针对传统DCT中转矩脉动大问题,基于预测控制的空间电压矢量调制被用于DCT控制系统,它根据转矩偏差值,通过矢量调制技术,预测出定子电压空间矢量,明显抑制了转矩和磁链的脉动[8]。目前,此法已扩展到了多变量、有约束、非线性系统,还与其他控制方法相结合,如与神经网络、模糊、自适应、鲁棒等控制,取得了更好的控制效果。

(5)灰色控制(Grey Control,GC)

它是由邓聚龙于1982年提出。它通过系统运行数据建立灰色预测模型,利用灰色预测模型的超前预测功能提前预测出系统变化的趋势,并采取控制算法措施,可以克服系统时滞和参数时变等的不利影响,改善控制品质。

此法优点:原理简单,所需样本少,计算方便,易于现场实时预测;便于实现“滚动”式预测;预测精度可检验,并可适当优化修正;灰色预测本身只能预测,它可与任何控制算法结合,实现并提高相应的控制功能。

此法缺点:仅适合于单一指数规律发展且发展速度不快的系统,在其他增长趋势下预测的精度变差,且在数据离散程度较大时,精度下降很快;建模时极少使用确定性信息;计算复杂,且没有考虑误差的反馈调整;计算精度较低且不可控。

此法被用于电机的DCT控制系统,灰色预测用于下一状态磁链、转矩和磁链位置角,经过模糊推理给出相应的最佳控制方案[9]。此法可解决电机参数变化及滞后效应的影响。

(6)自适应控制(Adaptive Control,AC)

它是Tsien H S.在1954年发展起来的一种基于数学模型的控制方法。它所依据的关于模型和扰动的先验知识较少,能随着系统行为变化,不断检测系统参数或运行指标,自动调整控制规则与参数,补偿过程特性或环境的变化,保证整个控制系统具有良好的性能指标。它又分为线性与非线性两类。目前已比较成熟的线性自适应控制主要有模型参考自适应控制(MRAC)和自校正控制(STAC)两种。

此法优点:通过在线修正自己的特性以适应对象的变化,能够有效地解决模型不精确和模型变化所带来的鲁棒性问题。

此法缺点:数学模型的建立和运算比较复杂,控制系统不易实现;进行辨识和校正需要一定时间,主要适于渐变和实时性不高的过程;处理非线性系统及系统结构变化的能力较差,在多输出系统中的应用尚不成熟等。

此法主要用来解决电机参数摄动和各种扰动引起的不确定性问题,但对于因集肤效应引起的电阻变化、因饱和作用产生的电感变化等较快的参数变化,就会因来不及校正而难以得到很好的动态效果[10]。目前,此法与其他方法结合形成了多种新方法。此外,线性自适应控制已成熟,现主要研究模糊、神经网络、鲁棒等非线性自适应控制。

1.2.3 交流电机的非线性控制方法

VC和DTC两种控制只是从物理关系上构成转矩与磁链的近似解耦控制,没有对电机的动态过程进行全面的描述,且没有或较少应用控制理论。交流电机本质上是一个非线性、多变量、强耦合、多扰动的对象,应直接采用鲁棒控制或非线性控制,才能真正揭示问题的本质。近年来,随着电力电子与微处理器的快速发展,实现复杂的控制算法成为可能,交流电机的非线性控制已成为研究热点。

(1)鲁棒控制(Robust Control,RC)

它是针对系统中存在一定范围的不确定性而设计的控制器,使闭环系统保持稳定的同时,保证一定的动态性能品质。它包括基于性能指标优化的控制理论(Zames G.1981年提出的H∞控制为代表)、基于分析系统的稳定性的鲁棒性分析和设计(Doyle J C.1982年提出的µ理论等)两类方法。

此法优点:对于干扰、参数偏差以及系统噪声有良好的稳定性。

此法缺点:权函数选取困难,依赖于设计者的经验;仍属模型的设计方法,需依参数不同及所选加权不同而重新设计控制器;只能在允许的不确定性界内保证系统的鲁棒稳定性;只能处理非结构性不确定问题,对结构性不确定性问题有局限性;只能优化单一的H∞范数,不能与其他目标函数综合起来;控制器阶次较高,算法复杂,难以实际应用。

H∞控制被用于电机控制中,它保证了对参数不确定系统的鲁棒性和对外界扰动的抑制作用[11]。此法也常与自适应、内模等其他控制结合,以提高系统的性能。

(2)滑模变结构控制(Sliding Mode Varibale Strueture Control,VSC)

它是由Utkni等1962年提出的一种自适应的非线性控制,Izosimov D.于1975年将其引入到电机控制。它具有控制的不连续性,即一种使系统结构随时变化的开关特性。它根据被调量的偏差及其导数,让系统沿着预先设计好的滑动模态轨迹运动。

此法优点:几乎不依赖于模型,对干扰和未建模动态具有较强的鲁棒性;不需要在线辨识,控制规律实现容易;对系统模型精度要求不高,控制规律简单,可协调动、静态间矛盾;有效降低系统的阶数、简化控制;理论上可应用到各类非线性系统。

此法缺点:频繁高速的开关切换会带来高频抖动,这会激活系统的未建模高频成分,甚至导致不稳,需用饱和切换函数;需要知道系统不确定性参数和扰动的上、上界的准确度影响系统鲁棒性。

此法对电机参数的变化和负载转矩振动具有良好的鲁棒性[12]。目前,既能削弱抖动而又不失强鲁棒性的变结构控制是研究的热点问题。现也常将它与自适应、预测、无源性、反馈线性化、模糊、神经网络等控制相结合,以达到更好的控制效果。

(3)无模型控制(Model Free Control,MFC)

它是由韩志刚、侯忠生等于1989年提出的,利用一个新引入的伪梯度向量的概念,用动态线性时变模型来替代一般非线性系统,并仅用受控系统的I/O数据在线估计系统的伪梯度向量,实现非线性系统的自适应控制。

此法优点:既是参数自适应,又是结构自适应;仅利用系统I/O数据,无需受控系统的数学模型;无需辨识过程和控制器设计;方法原理简单,在线估计参数少,易于编程实现;可移植性好,跟踪性能良好,鲁棒性较强,能保证系统的闭环稳定。

此法缺点:泛模型是非线性系统的一种简单动态线性化,没有完全避免系统的未建模动态问题;它的应用受到对象的制约,应用时应考虑对象的特点,以更好地发挥其控制优势。

此法已被应用异步电机的控制中,实现了不同负载下的转速稳定控制[13]。目前,它常与跟踪微分器等其他控制结合,以便在线“挖掘”、“学习”更多的信息,改进其控制性能。

(4)Lyapunov直接控制(Lyapunov Direct Control,LDC)

它是在1892年Lyapunov提出的非线性系统稳定性直接判据的基础是发展起来的,先对系统构造一个“类似能量”的纯量函数,然后在保证该函数对时间的变化为负的前提下来设计控制器。

此法优点:具有全局渐进稳定,对系统的参数变化及外部扰动有较强的鲁棒性;理论严格、物理意义清晰;方法简单、实现容易、响应速度快;摆脱了I/O线性化方法中对重定义的输出变量的依赖。

此法缺点:没有给出构造Lyapunov函数的一般方法,在高维、强非线性系统中构造Lyapunov函数很困难;Lyapunov能量函数向系统期望点收敛速度不可控,导致动态性能不理想。

此法已在感应电机控制领域得到了应用,所设计的控制器较简单,无需对转子磁链观测,且对电阻变化有较强的鲁棒性[14]。

(5)无源性控制(Passivity-Based Control,PBC)

它是由Ortega R.等于1995年提出的一种非线性反馈控制策略,通过利用输出反馈使得闭环系统特性表现为一无源映射,配置系统能量耗散特性方程中的无功分量“无功力”,迫使系统总能量跟踪预期的能量函数,保证系统的稳定性,使得被控对象的输出渐近收敛到期望值。

此法优点:设计简单,物理意义明确;系统反馈不需要观测器,直接利用输出反馈;具有全局稳定性,无奇异点,对系统参数变化及外来摄动有较强鲁棒性;选择不同输出函数和能量函数,可设计出多种无源控制器;已成功应用于EL(Euler-Lagrange,EL)方程所描述的控制系统,且EL模型中有反对称矩阵,简化了无源控制律。

此法缺点:在构造存储函数时,系统的Lagrange结构常会被打破,系统的稳定性得不到保证;Lyapunov函数的构造无规律可循。

此法已被引入到电机控制中,采用阻尼注入法使得电机严格无源,通过分析电机EL能量模型,将电机分解成为两个串连的无源子系统,采取输出反馈等措施,实现闭环系统的渐进稳定。该系统对转子电阻参数变化不敏感,但对负载参数变化,无法实现时变磁通的完全跟踪[15]。目前主要研究转矩渐近跟踪、转速渐近跟踪及位置渐近跟踪等PBC方法,它还与其他控制结合,以达到最佳控制性能。

(6)端口受控的耗散哈密顿(Port Controlled Hiltonian with Dissipation,PCHD)

它也是由Ortega R.等在1999年提出的,是从无源性控制理论演化来的,解决了PBC的Lagrange结构常被破坏而导致系统稳定性得不到保证的问题。它用PCH模型来表示系统,系统总的能量函数作为Hamilton函数,以此判断系统稳定性,把能量耗散的概念引入到PCH系统。系统的反馈镇定基于互联和阻尼配置的无源性控制(IDA-PBC)能量成形方法来实现,这样镇定问题就转化为求解偏微分方程。

此法优点:具有全局稳定性和鲁棒性;若选择合适的阻尼注入,会收到好的动、静性能;设计具有灵活性;根据能量平衡关系,选择期望的闭环Hamilton函数,偏微分方程可转成普通的微分方程,求解容易、计算量小、便于实现。

此法缺点:缺乏必要的物理意义;直接求解偏微分方程难度大,计算量大,实现困难;尚处于研究与仿真的阶段,还很不成熟。

此法被应用于电机速度控制中,实现了速度和电流的双闭环控制仿真,取得了很好的静、动态性能和较好的鲁棒性[16]。

(7)反步控制(Backstepping Control,BC)

它是由Kokotovic等在1991年提出的,它以Lyapunov能量函数的收敛性为目标,将原来复杂的非线性系统分解为若干个子系统,引入虚拟控制量进行静态补偿,采用由前往后递推的设计方法,通过设计后面子系统的虚拟控制来保证前面子系统达到镇定。另外,当系统存在不确定性时,采用自适应反步控制方法。

此法优点:能够维持系统的全局一致渐近稳定,保证系统跟踪误差渐近收敛;设计过程简明;对参数不确定性及外界干扰有鲁棒性;基本解决了LDC缺乏构造性的问题,给出了反向设计寻求Lyapunov函数的方法;不要求非线性系统满足匹配条件,增广匹配条件或者非线性增长性约束条件。

此法缺点:参数变化需满足线性参数化条件;依赖于对象的数学模型;需要计算回归函数,计算量成指数险增长,实现难度较大;自适应反步法要求系统的不确定性必须转化为线性参数未知的不确定性,且在确定和计算回归矩阵时比较烦琐;仅适于可状态线性化或具有严格参数反馈的不确定非线性系统。

此法已被用于电机的控制中,在电机参数、负载转矩等未知的情况下,对这些参数进行估计,将电机分为两个子系统分别设计自适应控制器,克服这些不确定性影响,确保磁链和转速的跟踪特性和系统的全局稳定性[17]。为提高电机控制性能,它常与自适应、变结构、鲁棒、神经网络等控制或与扩张状态观测器相结合使用。

(8)映射线性化控制

如果运用某种方法将非线性系统变换成相应的线性系统,便能用线性控制方法进行控制。现主要有反馈线性化、逆系统两种线性化控制方法。

(1)反馈线性化控制(Feedback Linearization Control,FLC)

它是由Brockett R W.在1976年提出且基于微分几何的线性化解耦控制方法。基于微分几何的非线性控制方法包括静态/动态反馈线性化、I/O线性化、非线性观测器和扰动解耦。其中反馈线性化通过状态的微分同胚和非线性状态反馈控制,把状态空间按非线性坐标变换的方法转换为同维的流形,从而将非线性系统变换为线性系统,实现了反馈线性化,进而可采用线性系统理论设计控制器。

此法优点:具有坚实的理论基础;可实现对象完全解耦;可抑制参数变化和外部干扰的影响。

此法缺点:数学工具较抽象,控制算法较复杂,实现困难;依赖于对象的精确模型,不具备对模型和参数不确定的鲁棒性;需要全状态可测量,需要精确抵消动态;存在奇异点的问题;局限于仿射非线性系统。

VC在弱磁升速或调整磁链幅值时,解耦条件将受到破坏,难以取得好的动态性能。此法被用于电机控制中,可对电机进行全局的完全解耦且线性化的控制,它将电机模型完全解耦成磁链和转速两个独立的线性单变量系统,两个子系统按线性控制理论分别设计,可使系统达到预期的性能指标[18]。为消除需要精确知道系统的参数的缺点,它常与自适应、灰色、变结构、鲁棒、神经网络等控制相结合,提高系统对转子参数和负载变化的鲁棒性。

(2)逆系统控制(Inverse System Control,ISC)

它是由Widrow B.于1986年提出的一种直接反馈线性化的方法,先用给定对象的模型生成一种可用反馈方法实现的原系统的α阶积分逆模型,将之串联在被控对象的前面,原对象被补偿为具有线性传递关系且已解耦的伪线性规范化系统,再用线性系统理论来完成伪线性系统的控制。

此法优点:避免了微分几何的复杂繁琐理论束缚;不局限于仿射非线性系统;直观简明,容易理解和应用。

此法缺点:要求被控系统的模型精确可知,需要求出逆系统的解析表达式,且须满足系统可逆性条件;控制精度依赖于逆模型的精度,自适应性和鲁棒性差。

此法已被应用于电机控制,将电机解耦成转速与磁链两个线性子系统,并运用线性理论对设计的系统进行控制,实现了电磁转矩和磁链对各自参考值的全局渐进跟踪[19]。为解决自适应性差问题,它常与自适应、神经网络等控制相结合,对参数和模型的在线辨识或校正,可取得更好的控制效果。

(9)自抗扰控制(Active Disturbances Rejection Control,ADRC)

它是由韩京清在1997年提出的一种针对非线性、不确定性系统的控制方法。它由跟踪微分器、扩张状态观测器和非线性状态误差反馈控制律三部分组成。它利用非线性结构克服了抗干扰能力差、易受系统参数变化影响等经典PID的缺陷,采用前馈补偿方法将扰动加到系统模型的输入端,从而将具有非线性、不确定对象的控制系统补偿为确定的、简化的积分串联型线性系统,在此基础上再设计控制器。

此法优点:系统的非线性项和扰动可通过估计得到,不依赖于系统的模型和参数;安排过渡过程解决快速和超调间的矛盾;不用积分反馈也能实现无静差,避免积分反馈的副作用;统一处理确定系统和不确定系统的控制问题;可抑制外扰,不需知道外扰模型或直接测量。

此法缺点:当对象模型阶数大于3时,难以选取满意的非线性函数及相应的参数,同时计算量大,导致控制周期变长,实时性变差;非线性环节的运算较复杂,计算量大,快速实现困难;涉及较多的参数选取问题,它们的取值会影响控制性能。

此法已被应用到异步电机的VC中,提高感应电动机控制系统的鲁棒性,抑制电机参数波动及负载扰动的影响[20]。它常与模型配置、无源、神经网络等控制相结合,实现优势互补,获得更好的性能。

1.2.4 交流电机的智能控制

由于交流电机是非线性、多变量、耦合系统,且受到转矩波动、未知负载和电机本身参数变化等的影响,上述控制方法难以实现精确控制要求。智能控制不依赖于对象模型,继承了人脑思维的非线性特征,并在处理有不精确性和不确定性的问题中获得可处理性、鲁棒性。由于交流传动系统具有较明确的数学模型,在交流传动中引入智能控制的目的是充分利用其非线性、变结构、自寻优等功能来克服交流传动系统的变参数与非线性等因素,从而提高系统的鲁棒性。因此,大多是在原来的模型控制基础上增加一定的智能控制手段,以消除参数变化和扰动的影响。目前,模糊控制和神经网络控制等智能控制在交流传动系统应用中较为成熟。

(1)模糊控制(Fuzzy Control,FC)

它是由Zadeh L A在1973年提出的,是基于模糊推理,模仿人的思维模式,对难以建立精确数学模型的对象实施的一种控制,包括精确量的模糊化、模糊推理、清晰化三部分。为消除早期模糊控制存在的静差,出现了带积分模糊控制器等。

此法优点:不依赖对象模型,可处理不精确信息;鲁棒性强,能够克服系统中过程参数变化和非线性等不确定因素;能模仿人的经验对复杂对象进行专家式的控制。

此法缺点:控制精度不高,稳态精度低,甚至可能振荡;自适应能力有限;模糊规则、量化因子、比例因子和隶属函数难以确定;缺乏模糊规则设计方法。

此法已应用到电机控制中,能有效地克服电机非线性、强耦合等缺点[21]。由于它的精度及自适性较差,常把它与PID、自适应、变结构、神经网络等其他控制相结合,以取得更优性能。

(2)神经网络控制(Neural Network Control,NNC)

神经网络是由Mcculloch W S.等在1943年提出,1992年开始被应用于控制领域。NN模拟人的大脑神经生物结构,可逼近任何非线性函数,有效解决非线性系统建模难的问题,能够学习与适应不确定过程的动态特性,具有很强的鲁棒性和容错性以及并行处理的快速性。

此法优点:自适应和自学习、非线性映射、鲁棒性和容错性均很强;只需通过一定的I/O样本来训练,可逼近任意对象的动态特性;不需复杂控制结构,也不需要对象模型,可用于复杂的控制对象。

此法缺点:物理意义不明确;网络结构、隐层数及各层神经元数的选取缺乏理论支持;计算复杂,计算量大;对训练集的要求高、训练时间长;稳定性分析较困难,收敛性不能保证,可能陷入局部最优,甚至发散;优化目标是基于经验风险最小化,泛化性能不强。

此法应用于电机控制中能够准确地拟合电机的非线性[22]。它也常与自适应、PID、模糊等结合使用,以取得更好的性能。

(3)支持向量机控制(Support Vector Machine Control,SVMC)

SVM是由Vapnik V.等于1995年提出的机器学习算法,是建立在统计学习和结构最小化原则基础上的,能较好地解决小样本、非线性、高维数和局部极小点等实际问题。但SVM算法的样本数据越大,求解相应的二次规划问题越复杂,计算速度越慢,存在着鲁棒性、稀疏性和大规模运算问题。Suykens J A.等在1999年提出的最小二乘SVM算法(LS-SVM)可解决SVM的问题。

此法优点:具有小样本学习、全局最优、泛化能力强等特点;它的核函数利用隐式非线性变换,巧妙地解决了维数灾难问题;它的拓扑结构由支持向量决定;能以任意的精度逼近任意函数;它的结构简单、可调参数少、学习速度快。

此法缺点:核函数及参数的构造和选择缺乏理论指导;有时无法利用现有的公式计算决策函数的阈值;它的一些变形方法还缺乏相应的统计学习理论基础;LS-SVM丧失了SVM的稀疏性与鲁棒性。

此法常与逆控制法结合用于电机控制中,它利用SVM其构造电机的逆模型,该系统能有效地实现转速与磁链的动态解耦,且对负载扰动有较强的鲁棒性[23]。

(4)专家控制(Expert Control,EC)

Roth H.等在1983年提出专家控制系统。它是将专家系统与控制理论相结合,仿效专家智能,实现对较为复杂问题的控制,能自适应地解释当前状况,预测未来行为,诊断出现问题的原因,制订校正规划,并监控规划的执行,确保成功。

此法优点:以控制专家的经验和知识弥补了对象数学模型的缺陷;运行可靠,决策能力强,能够处理不确定性、不完全性和不精确性之类的问题;拟人能力强,应用通用性好,控制与处理灵活。

此法缺点:过度依赖专家的经验,且专家经验知识的获取困难;缺乏自学习能力,知识库的更新与规则生成困难;控制精度不高,存在稳态误差;需要建立实时操作知识库;系统的稳定性难以分析;解释机构的设计、用户接口的建立等存在问题。

此法与自学习等控制结合起来已被用于交流伺服系统中,自学习控制解决了专家控制器的知识库不足问题,提高了系统的自适应能力[24]。

(5)模糊神经控制(Fuzzy Neural Network Control,FNNC)

模糊、神经、专家三种基本智能方法各有其优势及局限,将它们集成融合在一起已成为设计更高智能的控制系统方案,其中模糊神经网络是最常用的结合形式。FNN是由Lee S C.和Lee E T.在1974年提出的,FNNC是模糊控制与神经网络控制的结合体。尽管这两种控制都具有不依赖于对象的数学模型、鲁棒性强等优点,但模糊控制的稳态精度低、自适应能力差,而神经控制的学习时间长、参数物理意义不明显。FNNC是通过神经网络实现模糊控制的功能,增强了模糊控制的自学习和自适应能力,改善了神经网络学习速度慢、易陷入局部极值等问题,增强了控制系统的实时性。

此法优点:两者结合优势互补,兼有两者之长;采用模糊计算,计算简便,加快了处理速度;增强了信息处理手段,使信息处理方法更加灵活;网络中采用模糊化规则,增强了系统的容错性;可同时处理确知和非确知信息,扩大了信息处理能力。

此法缺点:模糊规则的选取无通用办法;模糊化层和模糊推理层节点个数的选取、模糊合成和推理算法的选取以及反模糊化的计算方法等无理论指导;存在模型复杂性与模型泛化能力间的矛盾。

此法已运用于电机控制系统,该系统的转矩响应快,转速跟踪性能好,稳态误差很小,控制性能良好[25]。

(6)遗传算法(Genetic Algorithm,GA)

智能优化算法是1974年以来发展起来的新型优化算法,包括神经网络、混沌、遗传、粒子群、蚁群、免疫、模拟退火、禁忌搜索及其混合等优化算法,其中遗传算法是最常用的优化方法。GA是由Holland J于1975年提出,是模拟自然进化过程中的自然选择和遗传变异的一种随机优化方法。

此法优点:收敛性好,计算时间少,它从群体开始并行搜索,不是从单个初始值出发,覆盖面大,从全局择优,不易陷入局部最优;搜索使用评价函数启发,过程简单;具有自组织、自适应和鲁棒性;可与各种控制相结合,对控制参数寻优。

此法缺点:不能很好地解决大规模计算量问题;容易陷入“早熟”,需要根据具体问题调整选择和变异策略;编码不太容易;对初始种群的选择有一定依赖性;在变量多、取值范围大或无给定范围时,收敛速度下降。

此法已被应用于在交流电机控制中,如在感应电机的位置控制中,采用GA在线搜索自适应滑模控制器的自适应参数,可获得良好的动态性能以及对系统参变量和外部负载干扰的鲁棒性[26]。

从以上讨论可见,每种控制策略各有特点,在电机控制应用中应当根据性能要求,选用与之相应的控制方法,以取得最佳性能。

2 交流电机控制的发展趋势

交流电机控制虽已取得了很多成果,但仍不完善。它的发展方向主要有:

(1)随着电力电子、微电子、计算机等技术的发展,采用数字处理器可快速实现复杂运算,一些复杂控制算法逐步得到实际应用,电机控制得到性能提高。

(2)为了使电机控制系统具有较高的动静态性能及鲁棒性,应该寻找新型的控制方法或改进现有的控制方法。

(3)每种电机控制方法都有其优、缺点,为提高电机的控制性能,可将两种或多种控制方法互相有机组合、取长补短、优势互补,集成为一体,可克服单控制方法缺陷。例如,模糊与PID、自适应与变结构、模糊与神经、无源与自抗扰等控制结合。

(4)电机控制系统需要速度信号,但安装速度传感器会带来很多问题,通过容易测量的其他信号,可间接估算出电机速度。目前,高性能的无速度传感器控制方法也已成为研究热点。

(5)电机的定、转子等参数会随工况和环境变化,除了采用先进控制策略减小它们变化对控制性能影响外,还应对电机参数进行实时在线精确辨识。目前电机参数的辨识已提出了递推最小二乘法、模型参考自适应法、扩展Kalman滤波法、神经网络和遗传算法等多种辨识方法。

(6)随着人们对环保意识的增强,电机控制产生的高次谐波对电网会带来污染,降低电机工作噪声以及增强其可靠性、安全性等越来越受到重视,人们试图通过采取合适的控制方式设计出绿色变频调速器来解决这个问题。

最后,需要指出的是,新型控制方法的研究应该从实际出发,在保证所需控制性能条件下,控制结构力求简单,这样系统才有应用价值和生命力。

3 结语

基于神经网络的交流电机控制篇8

1.1 神经网络

神经网络 (Neural Network) 是人工神经网络的简称, 它是对人脑神经网络的结构、功能和特性进行理论抽象、简化和模拟后构成的一种信息处理系统。因此, 神经网络是一种信息处理系统, 它是由大量的“神经元” (神经网络中的子节点) 通过非常丰富且复杂的连接构成的自适应非线性动态系统。神经网络特有的非线性自适应信息处理能力使其在信息分布存储、并行处理、模式识别、智能控制、组合优化、预测等领域被广泛应用。近年来, 神经网络在电机学领域也受到了重视, 并在交流电机控制应用中快速发展。

1.2 无刷直流电机

随着电子技术的迅速发展, 无刷直流电机应运而生。它是一种直接使用电子换向器的新型电机, 是由永磁材料制造的转子、带有圈绕组的电子和位置传感器 (可有可无) 组成的。无刷直流电机的定子是由许多硅钢片经过叠压和轴向冲压而成的, 每个冲槽内都有一定的线圈组成了绕组。与三相异步电动机的绕组结构类似, 它的绕组结构采用的也是常见的对称星形接法。通常情况下, 无刷直流电动机的转子由2~8对永磁体按照N极和S极交替排列在转子四周的。在实际操作中, 操作者为了能够及时检测无刷电动机转子的极性, 通常会在电动机内部装配一个位置传感器。

2 无刷直流电机的控制特性

2.1 调速控制

与一般有刷直流电机的运行原理类似, 在实际操作中, 操作者只简单地改变无刷直流电机的输入电压和励磁电流的大小 (强弱) 就可以对它进行非常自由的调速。调速的空间幅度是由无刷电动机实际速度的最低、最高值决定的。由于无刷直流电机的转子上粘有永磁体, 所以, 它的励磁一般是固定不变的。也就是说, 操作者在实际操作时不能通过改变无刷直流电机的输出电压来对它进行调整, 只能通过改变输入电压达到调速的目的。由此可知, 无刷直流电机控制远比有刷直流电机灵活、简便得多。

2.2 转矩控制

一般情况下, 操作者是通过改变无刷直流电机的电流方向获得稳定、持续的转矩。这个改变的过程是非常迅速的。由于无刷直流电机的内部装配有位置传感器, 当改变它的电流方向时, 位置传感器会第一时间“发现”, 并做出回应——向操作者发出转子位置信号。当然, 操作者还可以检测无刷直流电机的定子绕组的三相端电压大小、振荡幅度来检测转子位置信号。这种检测方法不仅简化了无刷直流电机的系统结构, 还提高了系统运行的准确性和可靠性。同时, 这种控制方式有效避免了无刷直流电机位置传感器在高温、冷冻和有腐蚀性物质等非正常环境下发生的硬件损伤。

3 基于神经网络的无刷直流电机控制

3.1 控制原理

以离线训练中速度控制为例, 在无刷直流电机速度控制系统中, 转子位置直接决定了逆变器功率器件的导通顺序和实践情况。操作者通过对RBF网络 (全称为“径向基函数网络”, 一个具有3层结构的前向网络) 进行离线、在线训练, 可以获取无刷直流电机电子电压、绕组电流等在导通状态下的非线性映射 (Non-Linear Mapping) 。随后, 操作者通过这些非线性映射可以控制无刷直流电机的绕组电流。

操作者对RBF网络进行离线训练, 可以使它在不同转速和转矩下产生优化电流波形, 进而获得训练样本。由于无刷直流电机是一种永磁同步电机, 它受电机参数、负载变化的影响比较大。如果忽视这个问题, 操作者实施离线训练就无法得精确的数据。为此, 绝大多数操作者在对RBF网络进行离线训练时, 所采用的训练样本大多来自实验数据。这样做, 能保证离线训练得到RBF网络更接近无刷直流电机的实际运行状态。

操作者获得训练样本后, 可以按照自适应训练算法对RBF网络进行离线训练。在自适应训练算法的选择方面, 操作者可以选择径向小波基神经网络的自适应训练算法、映射数据库的摄动法与遗传算法等。但是, 无论选择何种算法, 都要进行有效性验证。一般来说, 操作者可利用计算机中的MATLAB实现。MATLAB是一种强大的数学软件, 它的基本数据单位是矩阵, 指令表达式与工程、数学中常用的形式类似。

训练完成后, 操作者可以确定RBF网络隐层单元数和位置信息等, 进而获取RBF网络的初始结构。

3.2 控制要点

通常情况下, 操作者利用神经网路原理控制无刷直流电机的速度时, 可以直接利用文中提到的自适应训练算法, 以轻松地达到控制目的。在这一过程中, 操作者没有必要把太多的时间和精力投入到计算无刷直流电机系统的各项具体参数上, 即使获取了相关参数, 对于实际速度的控制也起不到很大的作用。

在实际控制过程中, 操作者习惯用小波变换的方法提高神经网络对无刷直流电机的控制效果。因此, 操作者可以有效利用小波变换的多分辨率特性 (也称为“多尺度特性”) 。在控制过程中, 操作者可以由粗到细地观察无刷直流电机位置传感器的位置信号, 准确把握瞬时发出的位置信号, 分析信号产生的时间点和时长。

神经网络具有很强的自学适应能力, 操作者应当发挥它的这一特性解决无刷直流电机单闭环系统动态过程中的转矩控制问题, 进而使电机构成转速、电流双闭环调速系统。

在在线状态下, 神经网络能够自主学习各种控制标准、先进算法、函数与模型等。这对操作者利用它控制无刷直流电机是非常有利的。因此, 操作者应当尽可能地让无刷直流电机中的神经网络处于在线状态。

参考文献

[1]王富春.基于神经网络的无刷直流电机自适应控制[J].煤矿开采, 2014 (z1) .

[2]夏长亮, 王娟, 史婷娜, 等.杨荣基于自适应径向基函数神经网络的无刷直流电机直接电流控制[J].中国电机工程学报, 2003 (06) .

高压交流电机软起动方式解决方案篇9

韶钢热电厂二站有2台可逆锤击式输送机.高压电机采用直接起动的方法,电机的起动电流为额定时的5～7倍,不仅损耗大,而且对电网冲击、机械磨损、振动也大。自投产以来,可逆锤击式输送机及相关的机械部分故障率居高不下,严重影响了二站的正常生产。为扭转这一被动局面,需采取确实可行的措施进行改造。

1 解决方案

1.1 高压电机参数

二站的2台可逆锤击式输送机所配电机参数:型号为YKK500-6TH.额定功率为350kW,额定电压为10.5kV.额定频率为50Hz,额定电流为25.15A,额定转速为992r/min。

1.2 方案的确定

根据电机参数、设备布置、运行状况等进行了考查和综合分析.最终采用改造电机起动方式以降低设备故障的方案,即选用TGQ1-350/10型高压交流电机软起动器。该方案只增加了2套软起动装置,不需要做较大的改变,原设备仍可利用,实现了投资最小化。

电机采用软起动器起动,不仅可以限制起动电流、降低损耗,而且不影响其它用电设备的正常工作,减少了起动冲击及设备磨损,提高了设备的使用寿命。因此将电机由直接起动改造成软起动无疑是一种较好的选择。

2 软起动装置工作原理

软起动装置系统原理如图1所示。在软起动过程中,各相晶闸管顺序导通,并按一定规律移相改变电机的输人电压。图2为三相调压电路电压及晶闸管移相范围。各相晶闸管按T1-T2-T3-T4-T5-T6-T1…的次序顺序移相触发导通,移相范围为2π/3。

图3为移相角γ=π/3的有关电流电压波形。为保证可靠触发,脉冲宽度应大于π/3。电机升到额定电压,软起动过程结束后,闭合旁路接触器2QF,切除晶闸管机组。

3 软起动装置的主要部件

3.1 晶闸管组件

电源电压为10kV,每相由3组晶闸管组件串联,TGQ1-350/10型软起动器采用自然空气冷却。

3.2 真空接触器

真空接触器用于接通和开断电机负荷电流。1QF无流接通,软起动时流过4倍电机额定电流。2QF在接近等电位条件下旁路晶闸管组件,在正常移相控制角γ=π/3,脉冲宽度=β+δ,β=π/3,δ=π/12,UT1为晶闸管两端电压,运行条件下开断负载电流或开断大于额定电流的故障电流。接触器选用JCZ5-7.2/160-4型交流真空接触器,1QS为10kV真空断路器。

3.3 电流互感器

图1中的1TA、2TA,额定工作电压为10kV,原边额定电流为200A,次边额定电流为5A。

3.4 电压互感器

图1中的1TV、2TV,原边额定电压为10kV.次边额定电压为100v。

3.5 触发系统

可控硅触发电路是系统稳定可靠的关键部分,必须具有抗噪声干扰的能力,可以工作在恶劣的工作环境中,不受现场安装时线路阻抗、短路容量或开关快速通断的影响。TGQ1型软起动器触发电路的特性包括:

(1)自动同步的触发脉冲。为保证每相导通角的触发点相同而不误触发,触发电路可以应用于波动较大且不稳定的电源中。

(2)稳定可靠的触发脉冲信号。可以在150°的范围内可靠地触发可控硅,并且不受噪声信号的影响,以保证不产生误触发。

(3)闭环触发控制方式。根据输入电流、电压曲线和输出电流、电压反馈进行平滑软起动,可以满足起动时不同的工艺需要。

(4)触发信号用脉冲变压器隔离。特殊设计的脉冲变压器对来自于高压输入电源的噪声和干扰进行隔离,以确保对可控硅的可靠触发,并使用具有高绝缘特性的电源供给脉冲触发电路能量。

光导纤维隔离用于高压电源和全部低压系统之间以达到最大限度的隔离和安全。

3.6 电子控制系统

电子控制电路分为低、高压并隔离成两个独立.的部分。低压电子部分包括操作键盘和接口、DSP主控板和控制开关及继电器等;高压电子部分为触发驱动板。

4 装置运用效果

电机改造成由软起动器方式起动后,效果显著:电机起动时,电流从零平滑上升到设定值,平稳起动,无电流冲击,减小了机械负载的冲击转矩,防止了过压和水锤效应,保证了设备的安全运行,提高了电机和相关机械设备的使用寿命;显著降低了交流电机的起动电流,减小了电网电压波动及其它用电设备的影响;能实现软停车,可消除骤然停机对某些设备的冲击与损坏;降低了供电设备的容量,能节约电气设备的投资费用;整套设备体积小、施工方便,同等功率下.体积仅为其它方式软起动器的30%～60%;2台可逆锤击式输送机及机械部分故障率明显降低,减少了设备的检修次数与检修时间,确保了二站的正常生产。

5 结束语

交流电机篇10

直流电机与三相交流电机在当代大工业生产中具有广泛的应用, 甚至可以说这2种电机作为设备的重要组件或者核心组件, 已经渗透到了各个领域的机械设备当中。变速是电机能够实现的主要功能之一, 掌握这2种电机的调速方式对提高电机的工作效率具有十分重要的意义。因此, 本文研究了直流电机中的他励直流电机和三相交流电机的调速方式, 并总结了2种电机的常见故障及其维修方法。

1 他励直流电机及其调速方式

在直流电动机中, 根据励磁方式的不同, 可分为他励、串励和复励等形式, 而他励直流电机作为直流电动机中重要的分支, 它是电枢线圈与励磁线圈分别用不同的电源供电, 以其优越的调速性能而闻名。这种电机的主要特点是调速性能好、机械特性硬。他励直流电机调速系统在工业生产中得到了广泛应用, 如:机械加工、起重机卷扬机等机械设备。他励直流电的电路原理图如图1所示。

其中:

励磁电流:If=Uf/Rf式中, If为励磁电流 (A) ;Uf为励磁绕组上的端电压 (V) ;Rf为励磁回路电阻 (Ω) 。

电枢电路电势平衡方程式:Ua=E+RaIa式中, Ua为电枢绕组上端电压 (V) ;E为电动机的感应电势 (V) ;R为电枢电路电阻 (Ω) ;Ia为电枢电流 (A) 。

电动机的转速:式中, n为电机转速 (r/min) ;CE为电势常数;CT为转矩常数;为主磁通 (Wb) 。T为电磁转矩 (N·m) 。

电动机的调速是在一定的负载条件下, 人为地改变电动机的电路参数, 以改变电动机的稳定运行速度。由电动机转速的表达式可知, 改变串入电枢回路的电阻Rad、电枢供电电压U或主磁通, 都可以得到不同的人为机械特性, 从而在负载不变时可以改变电动机的转速, 以达到速度调节的要求, 故他励直流电机的调速方式有以下几种:

1.1 改变电枢电路外串电阻Rad

如图2所示, 从特性可以看出, 在一定的负载转矩TL下, 串入不同的电阻可以得到不同的转速。如在电阻分别为Ra、R1、R2、R3的情况下, 可以分别得到稳定工作点A、C、D和E, 对应的转速为nA、nB、nC和nD。

特点和缺点:

改变电枢回路串接电阻的大小调速存在如下问题:

(1) 机械特性较软, 电阻愈大则特性愈软, 稳定度愈低;

(2) 在空载或轻载时, 调速范围不大;

(3) 实现无级调速困难;

(4) 在调速电阻上消耗大量电能等。

正因为缺点不少, 目前已很少采用, 仅在有些起重机、卷扬机等低速运转时间不长的传动系统中采用。

1.2 改变电动机电枢供电电压U

如图3所示, 从特性可以看出, 在一定的负载转矩TL下, 在电枢两端加上不同的电压UN、U1、U2和U3可以分别得到稳定工作点a、b、c和d, 对应的转速分别为na、nb、nc和nd, 即改变电枢电压可以达到调速的目的。

改变电枢外加电压调速有如下特点:

(1) 当电源电压连续变化时, 转速可以平滑无级调节, 一般只能在额定转速以下调节;

(2) 调速特性与固有特性互相平行, 机械特性硬度不变, 调速的稳定度较高, 调速范围较大;

(3) 调速时, 因电枢电流与电压U无关, 且=N, 若电枢电流不变, 则电动机输出转矩T=KmNIa不变, 我们把调速过程中, 电动机输出转矩不变的调速特性称为恒转矩调速。

1.3 改变电动机主磁通

如图4所示, 从特性可以看出, 在一定的负载功率PL下, 不同的主磁通N、1、2, 可以得到不同的转速na、nb、nc, 即改变主磁通可以达到调速的目的。

特点:

(1) 可以平滑无级调速, 但只能弱磁调速, 即在额定转速nN以上调节;

(2) 调速特性较软, 且受电动机换向条件等的限制, 普通他励电动机的最高转速不得超过 (1.2~2) nN倍, 所以, 调速范围不大, 若使用特殊制造的“调速电动机”, 调速范围可以增加到 (3~4) nN倍的额定转速;

(3) 调速时维持电枢电压U和电枢电流Ia不变时, 电动机的输出功率P=UIa不变, 我们把在调速过程中, 输出功率不变的这种特性称为恒功率调速。

2 三相交流电机及其调速方式

三相交流电机广泛应用在发电设备及电动设备上, 其调速方式大体分为: (1) 变极调速; (2) 变频调速; (3) 变转差率调速。

而三相电机又根据电机种类的不同, 其调速方式也不同。

(1) 普通三相鼠笼式。这种电机只能通过变频器改变电源频率和电压调速。

(2) 三相绕线式电机, 可以通过改变串接在转子线圈上的电阻改变电机的机械特性达到调速的目的。这种方式常用在吊车上。长时间工作大功率的绕线式电机调速不用电阻串接, 因为电阻会消耗大量的电能。通常是串可控硅, 通过控制可控硅的导通角控制电流。相当于改变回路中的电阻达到同上效果。转子的电能经可控硅组整流后, 再逆变送回电网。这种方式称为串级调速。

(3) 多极电机。这种电机有一组或多组绕组。通过改变接在接线合中的绕组引线接法, 改变电机极数调速。

(4) 三相整流子电机。这是一种很老式的调速电机, 现在很少用了。这种电机结构复杂, 它的转子和直流电机转子差不多, 也有换向器和电刷。通过机械机构改变电刷相对位置, 改变转子组绕组的电动势改变电流而调速。这种电机用的是三相流电, 但是, 严格意义上来说, 其实它是直流机, 原理有点像串励直流机。

(5) 滑差调速器。这种方式其实不是改变电机转速, 而是改变电机滑差离合器的离合度, 改变离合器输出轴的转速来调速的。还有如硅油离合器、磁粉离合器等等, 一些离合机械装置和三相电机配套用来调速的方式。严格意义上来说不算是三相电机的调速方式。但是很多教材常常把它们算作调速方式的一种。

3 他励直流电动机常见故障及维修

3.1 电刷偏离几何中心线故障

对于正、反转可逆运行电机, 电刷若偏离了中性线, 当外加同样大小的电枢电压时, 正反向旋转速度就会不同, 出现一边高一边低的现象, 同时电刷下的火花在一个方向小一个方向大。调整刷杆座到原有记号位置;或可使电机静止不动, 将电枢和磁场绕组与外界断开, 电枢两端接上直流毫伏表或毫安表。在励磁绕组两端用1节或2节干电池触动, 在触动的同时观察电表指针的摆动情况, 触上和断开时, 如果电表指针左右偏摆, 将电刷沿换向器圆周方向前后移动, 直到触上和断开时, 电表指针不再向两侧偏摆或偏摆最小为止。这就是电刷中性线位置。检查完将电刷架紧固好。

3.2 电刷与换向器之间接触不良

如电刷弹簧压力不合适, 电刷与刷盒间配合太紧或太松、盒边离换向器表面距离太大, 使电刷与换向器表面接触不良产生火花。用00号玻璃细砂纸或用换向器磨石把换向器打磨光滑后, 再用00号细砂纸压在电刷和换向器中间 (有砂的一面朝向电刷接触面, 紧贴在换向器的表面上, 不能两端拉起) , 调整电刷与换向器接触面, 应大于整个电刷截面的80%, 然后刷净炭屑、砂粒, 再用布揩干净。

3.3 电枢绕组内部短路或断路

换向器出现严重火花, 甚至形成环火。电枢绕组断路, 每当电刷经过开路点的换向片时, 火花更为光亮, 并且在换向器的两片有开路的换向片之间出现烧毁的黑点。

将毫伏表两端接到相邻换向片上, 依次检查片间电压, 如果毫伏表读数呈周期性变化, 则表示绕组良好。如读数突然变小, 则表示该两片间的绕组元件发生短路, 若换向器片间短路, 毫伏表读数应为0。有时遇到片间电压突然升高, 则可能是由于绕组断路或脱焊所造成的。

电枢绕级断路, 常常是由于换向器铜片上引线松脱, 或是引线端焊接不佳所致。这只要将引线从铜片上拆下加以处理, 再将它焊接在原来的位置上即可。如果线圈短路是由于换向器上铜片短路所造成, 可将该短路铜片上的2根导线甩出焊在一起, 并将接头包好, 再将短路铜片焊接起来。然后电机装好, 通电试验, 无火花即可。

3.4 刷握松动、电刷排列不成直线

在正常运行中, 电刷要排成一条直线, 如不成直线会影响到换向器接触面积与整流的好坏。电刷位置偏差愈大, 火花也愈大。修理时, 应把电刷校正为一直线后拧紧。

3.5 电刷规格不等

电刷在刷握里摇晃, 运转时会发出“嘎嘎”的声音与火花。电刷磨损后, 应按规定进行更换。若更换部分电刷时, 必须保证整台电机电刷牌号一致。

4 三相交流电动机常见故障及维修

4.1 电机转速降低

(1) 电源电压过低, 应检查电源。 (2) 转子导条断裂或脱焊, 应检查修理断条。 (3) 拖动负载过大或传动装置卡阻, 应减轻负载排除卡阻。 (4) 重绕绕组匝数过多, 应查原始数据并与手册核对。 (5) 重绕绕组有局部线圈接反接错, 应纠正接线错误。

4.2 电机不能启动或启动困难

(1) 电源短路, 应查找电源。 (2) 电源电压过低, 应检查或更换电源。 (3) 定子绕组有短路或接地故障。 (4) 负载过大或拖动机械卡阻。 (5) 电动机轴承磨损, 定转子相擦。

4.3 电动机外壳带电

(1) 引出线绝缘破坏碰壳。 (2) 绕组受潮或绝缘损坏接地。 (3) 绕组长期过载, 绝缘老化龟裂而碰壳, 应再次浸绝缘漆或绕线包。 (4) 定子铁心槽口硅钢片与绕组直接相连导致接地, 应检查排除接地点。 (5) 槽口纸破裂导致绕组局部接触, 应局部修理或重绕。 (6) 定子绕组端部过大, 直接与端盖相碰对地, 应重新整包重新组装。

4.4 启动时熔丝烧断过流或跳闸

(1) 三相电源短路或启动负载过重。 (2) 熔丝太小或安装时受机械损伤 (熔丝截面积小) 。 (3) 负载过重或堵转。 (4) 定子绕组一相断路。 (5) 定子绕组或转子绕组严重短路或接地。 (6) 修理过的电机一相首末端接反或内部分线圈接反。

4.5 缺相运行

(1) 总电源线路上因其他设备故障引起一相断电, 接地在该电源线路上的其他三相设备就会缺相运行。 (2) 一相电源接触不良, 熔丝氧化或受机械损伤 (特别是安装时的人为损伤) , 使一相熔丝提前熔断。 (3) 运行设备的刀闸或触头有一接触不良或未接触上, 如触头烧伤或松脱。 (4) 电机一相绕组断路或接线盒内一相头松脱。

5 结语

由于他励直流电机与三相交流电机应用的广泛性, 因此, 掌握2种电机的调速方式可以提高这2类电机的工作效率, 对直流电机与交流电机的最优控制具有重要意义, 同时对电机的常见故障及其维修方法的总结, 也有助于保证电机的安全与正常运转。希望本文的研究内容对实际的电机控制与电机维修工作起到一定的参考作用。

摘要：详细研究了他励直流电机与三相交流电机的调速方式, 以及这2种电机的常见故障与维修方法, 希望对实际的电机控制与故障维修工作起到一定的借鉴作用。

关键词：他励直流电机,三相交流电机,调速方式,故障维修

参考文献

[1]吴安顺, 等.最新实用交流调速系统[M].北京:机械工业出版社, 1998.104～152

[2]建园, 段志善, 熊万里.异步电机定子绕组故障分析及其诊断方法[J].中国电机工程学报, 1999, 19 (3) :26～30

[3]吕锋, 王秀青.电机设备故障诊断技术的新进展[J].上海海运学院学报, 2001, 22 (3) :1～2

交流电机篇11

关键词：课堂教学用语网络英语教学

一、英语课堂交流用语网络的基本概念

课堂教学语言指教师在课堂上根据教学任务要求，针对特定学生对象，在有限时间内，为达到某一教学目的而使用的语言。课堂教学语言是一种以口头形式为主，书面语（板书、课件）与形体语言等配合运用的特殊语言系統[1]。

课堂上教师语言被分为四类：课堂用语、讲授用语、师生交流用语和教师反馈用语。本文提到的英语课堂交流用语指英语课堂上师生、生生的问答、讨论和各种交谈中采用的语言。

网络是由节点和连线构成的，表示诸对象及相互联系。英语课堂交流用语网络是根据学生实际水平和发展需要，由与课堂主题、课文话题、教材内容等相关语句组成的、用于英语课堂交流的词句网络。

二、在小学英语课堂上构建交流用语网络的意义

1.构建英语课堂交流用语网络是落实新课标的有效途径。

《英语课程标准》要求在课堂上力求面向全体学生，为学生发展综合语言运用能力打好基础。学生英语学习首要条件是语言输入问题，大量语言输入才能促成语言习得。英语课堂交流用语是学生在校学习时语言输入的最主要来源，深刻影响学生学习兴趣，对提高学生英语语言应用能力、课堂教学质量和课堂实效都有重要意义，从而有效落实新课标要求。

2.构建英语课堂交流用语网络是提高课堂教学实效的有效手段。

英语是学生在课堂上的学习目标，是学习的媒介[2]。课堂上师生间的交流是学生学习英语和进行实践的重要环节，能有效促进互动交流式课堂形成，提高学生参与学习的积极性，提高教学效益[3]。课堂上教师使用的交流语言是学生的模仿对象，影响学生的语言知识积累和语言结构建立。科学合理的交流语言能帮助学生理解目标语言，构建自己的英语知识体系;灵活多变的课堂交流语言能激发学生学习热情，使教学活动更积极有效地开展;新颖丰富的课堂交流语言能拓展学生的词句积累，促进英语思维发展。

三、构建英语课堂交流用语网络方法和策略

教师通过构建课堂英语交流用语网络，将学生已有知识与新知识不断融合，帮助学生学习英语。在构建交流用语网络时，可以尝试从以下几点入手。

1.以教材语句内容为核心，帮助学生夯实语言基础。

英语课堂交流用语首先应与教材中的语言保持同步，使用的语句尽量采用教材语句。这里所说的教材不仅指当册教材，还包含当学年、前期已学习过的教材和将要学习的教材。不仅有助于学生巩固已学内容，更有利于他们理解教师要表达的意思，为积极参与到交流中提供可能。教师这种学以致用的实践活动对学生来说是一种鼓励和影响，让英语语言更贴近学生生活。

2.以教材外与主题相关语句为补充，扩大学生语言积累。

英语教材中每节课或几节课都围绕一个主题或几个话题开展，内容与我们的生活息息相关。课堂交流中仅采用教材内的语句显然是不充分的，因此适当补充教材外的、与主题相关的语句很有必要。当然，这种补充要与学生学习水平、接受能力相符合，目的是促进课堂交流更有意义、更顺利、有效地开展。

3.以新兴词汇、习语、谚语、名言为拓展，引导学生感受英语语言文化。

课堂上的交流语言既不是书面语言，又与生活中的口语不同，常常是介于二者之间的语句。这种交流是真实的交际，是让学生体验英语生活化的重要方式，课堂上让学生感受英语新词汇、习语、谚语或简单名言，不仅能开阔学生视野，帮助他们了解东西方文化，更能帮助学生加深对词语本身的理解，提高综合语用表达能力[4]。内容选择应以课堂学习重点词汇或句型结构为主。

4.以肢体、图片等语言为辅助，帮助学生理解语言内涵。

小学生英语词语量有限，制约课堂交流广度和深度，因此恰当运用肢体语言和图片等帮助学生理解词句内涵是必要的。使用过程中应注意及时、明确、恰当。

在建构英语交流用语网络过程中，应注意采用语句的难易程度要符合学生学习能力。同时加强对一词多义和一义多词的关注，让学生在交流中思考、推断，不断提高英语思维能力。

参考文献：

[1]小学英语课堂语言的设计与实施[EB/OL].http：//blog.sina.com.cn/s/blog_9248f24601015fqv.html

[2]荆玉球.小学英语教师教学语言的课堂观察研究北京：东北师范大学，2009（6）.

[3]陈启春.正确使用课堂教学用语，提高英语课堂教学效益[J].成都大学学报（教育科学版），2008（03）.

交流电机篇12

关键词：交流电机,电机控制,DSP技术,信号处理

1 DSP简述

DSP中文名为数字信号处理, 是Digital Signal Processing的缩写。在电机控制中, DSP通常是以数字信号处理芯片的形式应用的, 而数字信号处理是近几年才发展起来的一门学科, 尤其是计算机等技术的发展, 使DSP被广泛应用于计算机领域。与传统的模拟信号相比, 数字信号处理采用的是提取信息点的方式。在模拟信号中, 可以直接提取现实信息, 而在数字信号处理中, 是通过一些特殊的数学处理, 提取现实中的信号关键点, 这样获取的信息量虽然比较小, 但是, 得到信息的效果并不受影响。在数据传输的过程中, 由于承载的信息量较小, 传输的效率就得到了很大的提升, 而这种传输效率的提升正符合现在无线发展的需要。

在电机控制领域, TI公司推出2000系列的电机控制DSP。TMS320F2812属于最新的高端产品, 适合应用于工业控制、机床控制等高精度生产中。目前, 2000系列芯片在电气传动中的应用主要是以TMS320LF240X为主, 应用TMS320F (C) 28X的比较少。28X系列的DSP与24X系列的DSP相比, 具有更多的外围控制接口和更丰富的电机控制外设电路、更高的主频, 指令时间仅为6.67 ns, 流水线采样最高速率为60 ns, 12位A/D转换通道16个, PWM输出道12个。资源足够同时控制2台三相电机, 大大降低了控制系统的价格, 缩小了其体积, 提高了其可靠性, 以便其可以在高度集成的环境中实现高性能电机控制。

2 基于DSP的电机控制方式

2.1 单DSP系统

目前, 利用DSP实现复杂控制算法的应用有很多, 比如无速度传感器的矢量控制、直接转矩控制等。它是采用基于DSP的矢量控制的方法来控制交流异步电机。其原理是, 利用坐标变换将电机的三相坐标等效为两相系统, 经过按转子磁场定向的旋转变换, 实现对定子电流励磁分量与转矩分量之间的解藕, 进而达到分别控制交流电机磁链和电流的目的。系统充分利用了DSP的高速运算能力和丰富的外设资源。实验结果表明, 该系统精度高, 动态响应快。

2.2 双DSP系统

双PWM控制系统分别采用PWM控制整流和逆变器, 但是, 电机采用的是恒压频比控制, 可以对其进一步改进。其中, 一个PWM控制系统用于控制整流逆变器, 另一个采用直接转矩的方法控制电机。这样, 系统将有更快的响应速度和更高的精度。二者之间可以用SCI通讯端口连接起来, 既减小了谐波污染, 又提高了变频器的控制性能。

2.3 DSP与PC组合系统

DSP作为系统快速处理的执行者, 以尽量快的速度完成算法的实现。它是由PC、高性能DSP、64 K字的程序存储器和64 K字的数据存储器组成, 采用共享存储器的方式构成PC-DSP多处理器系统。该系统不仅提供了一个完整的硬件环境, 实时运行1个真正的数字控制, 而且还实现了各种先进的控制规律, 比如在设计控制器时, 由于系统具有高速数字控制能力, 通过S域的变换, 模拟控制器就能在其上实现相关的应用、重构和评价。

3 交流电机控制系统的控制算法

3.1 PI控制

PI控制器以其简单、有效、实用的特性被广泛应用于交流电机控制系统中。交流电机调速系统的速度环和电流环调节器均使用PI控制器。但是, 交流电机是一个强耦合的非线性对象, 并且其应用环境较为复杂, 常常有各种干扰, 而电机参数也会在运行过程中发生变化。因此, 在交流电调速过程中, 由于PI控制器自身的特点和存在的不足, 比如PI控制器直接获取目标和实际之间存在一定的误差, 会因为初始控制力太大而出现超调的情况, 无法有效解决控制过程中快速性和稳定性之间的矛盾。如果PI参数一旦确定, 就无法在线自调整, 以适应对象参数的变化, 即同一PI参数一般难以适用于不同电机的转速, 且PI控制器参数控制对象的范围较小。所以, 交流电机采用PI控制难以取得令人满意的调速性能, 尤其是在对控制精度要求比较高的场合。

3.2 模糊控制

模糊控制是利用模糊集合来刻画人们日常所使用概念中的模糊性, 使控制器能够更加逼真的模仿、熟练操作人员和专家的控制经验和方法。模糊控制是以模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制。模糊控制的突出特点是无需建立被控对象的精确数学模型, 系统的鲁棒性强, 适应于解决常规控制难以解决的非线性、时变和滞后问题, 以语言变量代替常规的数学变量, 推理过程模仿人的思维过程, 借鉴专家的知识、经验, 处理复杂的控制问题。模糊控制器的基本结构如图1所示。

3.3 神经网络控制

人工神经网络是依据人脑生物微观结构和功能, 模拟人脑神经系统而建立的模型。其主要功能是模拟人脑的思维方式工作, 具有自学习、并行处理和自适应等能力。利用神经网络优秀的学习能力和非线性逼近能力, 提出了许多基于神经网络的控制方案, 从而改善系统的收敛性、稳定性和鲁棒性等。在交流调速领域中, 应用神经网络的主要问题是其算法比较复杂, 大多以仿真形式出现, 但其控制效果还有待于在系统中进一步检验。

4 交流电机控制的发展趋势

虽然交流电机控制已经取得了很多成果, 但是, 仍不完善。它的发展方向主要有: (1) 随着电力电子、微电子、计算机等技术的发展, 采用数字处理器可以快速完成复杂运算, 一些复杂控制算法逐步被应用, 且有效提高了电机控制的性能。 (2) 为了使电机控制系统具有较高的动静态性能和鲁棒性, 应该寻找新型的控制方法或改进现有的控制方法。 (3) 每种电机控制方法都有其优点和缺点, 为了提高电机的控制性能, 可以将两种或多种控制方法有机结合起来, 取长补短, 实现优势互补, 将其集成为一体, 克服单控制方法的缺陷。例如, 可将模糊与PID、自适应与变结构、模糊与神经、无源与自抗扰等控制结合起来。 (4) 电机控制系统需要速度信号, 但是, 安装速度传感器会引发很多问题。通过容易测量的其他信号, 可以间接估算出电机速度。目前, 高性能的无速度传感器控制方法也已经成为了研究的热点。 (5) 电机的定、转子等参数会随着工况和环境而变化, 除了采用先进的控制策略减小它们的变化对控制性能的影响外, 还应对电机参数进行实时在线精确辨识。目前, 对电机参数的辨识, 已经提出了递推最小二乘法、模型参考自适应法、扩展Kalman滤波法、神经网络和遗传算法等多种辨识方法。 (6) 随着人们环保意识的增强, 电机控制产生的高次谐波会对电网造成污染, 降低电机的工作噪声, 增强其可靠性、安全性等。人们试图采取合适的控制方式设计出绿色变频调速器来解决这个问题。

5 结束语

电机控制未来的发展趋势是将电机、功率变换器、控制系统集成在一起, 使其成为结构紧凑的机电一体化产品。目前, DSP器件具有较高的集成度, 精简的指令系统、独立的程序和数据空间等使其具有高速的数据运算能力, 采用基于DSP的电机专用集成电路可以降低对传感器等外围器件的要求。在高速控制中, 使用DSP可以实现位检测、逻辑运算和高速数据传输。采用DPS器件代替单片机控制电机已经成为了电机控制未来的发展趋势。

参考文献

[1]程善美, 蔡凯, 龚博.DSP在电气传动系统中的应用[M].北京:机械工业出版社, 2010.

【交流电机】推荐阅读：

护患交流与交流技巧10-05

交流的无奈,交流的无奈作文11-11

党建工作交流会上交流发言09-22

交流永磁电机06-24

交流励磁电机07-27

交流电检测06-22

交流电功率11-08

2交流电机07-14

交流发电机11-20