变频调速技术在电力系统中运用与发展

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1、变频调速技术在电力系统中运用与发展【摘要】变频调速技术自诞生以来就在诸多领域得到了广泛的应用。而且随着技术的不断完善和成熟，在节约电能方面取得了良好效果。这是一门具备节能特点的高新技术，为适应不断变化的电力系统，有必要进行推广，并不断提高整体水平，从而加快生产效率，提高产品质量。【关键词】变频技术;电力;数字化控制;直接转矩1.变频调速技术的发展历史6组成电气传动控制系统的要素有三个：首先是电动机，电动机所占据的地位最为重要，其质量和工作效率直接影响着整个系统的运行状态。由于对资源的利用率低，为节约电能

2、，可通过机械能和电能的转换来实现，所以对电动机若能合理利用，往往能取得很好的效果。还有两个要素分别为控制装置和信息装置。按照功能分类的话，可将电气传动分为两种，一是调速，又可分为两种方式，依次是交流方式调速和直流方式调速。还有一种是不调速，这种情况下，往往由电网直接供电。如今，经济的发展带动了许多技术的进步，加上电力电子技术的不断推动，为节约电能，许多机械都逐步从不调速的方式向调速方式过渡，且实现了节能的目的，与之前相比，可节约近20%的电能，不但生产效率有所提升，产品的质量也得到了极大改善。结合我国实

3、际情况，电动机消耗的额电量要占到60%以上，足见调速传动行业的重要性。交流变频调速技术在节电以及改进产品质量方面有着诸多优势，且解决了许多直流调速无法解决的问题。其中，作为交流调速的基本技术，变频调速技术近些年来较为突出，发展最快。它涉及计算机、信息控制、以及电力电子等多个学科领域，相关理论已经形成一套比较完善的体系，成为了一门独立学科。变压器实现了对电流电压的改变，促进了行业的进步，但是尽管经历了长时间的发展，对交流电而言，其频率很少变动，多数时候都是一个固定值。变频调速技术的基本功能就包括对频率的改

4、变，从而能够提高对资源的利用率。2.变频调速关键技术在电力系统中的应用2.1直接转矩控制技术6该技术是在矢量控制技术之后逐步发展起来的又一项伟大的高性能交流变频调速技术。在实践中会发现，对转子磁链进行高精度观测的难度很大。由于电机参数对系统特性影响较大，而且矢量变换较为复杂，常会出现不同程度的理论和实践不相符的情形。直接转矩控制技术因为选择的是定子磁场定向，所以无需对电流进行解耦。在定子坐标系下可直接对交流电机的数学模型进行分析，并对电动机的磁链和转矩加以直接控制，尽量使其控制性能有所保证。另外，和上一

5、种技术相比，该技术原理简单，十分容易掌握，不但如此，该技术受各种参数的影响也很小，因此发展空间十分广阔。2.2数字控制化技术作为变频装置核心技术的数字化技术，符合时代发展，必将成为未来的主流。就当前来看，大多数变频装置都实现了不同程度的数字化控制，微电子技术和ASIC技术的应用，减少了元件数量，缩小了元件体积，变频器的安全性能增强，能够进行高精度控制，而且速度极快，质量极佳，又去除噪音的功能。以往的速度较慢，主要受CPU的限制和离散化延迟时间的影响，随着技术的不断进步，CPU的速度大幅度提升。3.变频调

6、速技术和国外的比较3.1国内交流变频调速技术分析（1）从整体上看，该技术在我国的水平还不是很高，虽然有相关机构对此进行研究，但受经济、技术条件制约，加上力量分散，还未形成较大的生产规模，相关的配套产业也发展缓慢。很少有专门的单位来生产适合变频器使用的半导体功率器件，即便有，不但产销量少，可靠性及工艺水平也不高;（2）对一些由逆变器供电的交流变频调速6设备而言，其未来的潜力很大，有着很好的市场。现在关于生产此种设备的生产厂家或者公司大约有50家左右，而且大多都是些中外合资企业。虽然总容量占的比例不是很高，

7、不过由于设备在数量上占据着很大优势，而且增长的速度相当快，应用范围也越来越广泛，还取得了很不错的成效，已从最初的单机蔓延至全生产线，从原来简单的V/f控制发展到高性能的矢量控制。3.2国外交流变频调速技术主要特点（1）需求量大，市场和发展空间都较广阔。如今，经济高速发展，工业自动化水平有了很大提升，但同时也面临着全球性能源短缺的现状，交流变频调速技术的兴起，使得变频器的适用范围不断扩展，在冶金、机械化工、造纸纺织等诸多领域都得到了大力普及，此外，在电泵和风机的应用上，经济效益十分明显;（2）控制理论有了

8、很大进步。随着自动控制技术的不断更新，也为了使变频器的发展更为顺利，许多新控制理论被提了出来，包括转矩控制、磁通控制、以及矢量控制等，都有利于从理论上提高变频器的额高性能。高速微处理器，通常可为两种，一是16位的，二是32位的，将上述的理理论运用到实际操作中，与微电子技术的有机结合，能够在很大程度上促进其进一步发展，从而对集成电路技术进步起到了积极作用，同时有利于多功能、高精度变频器的研发工作。4.变频调速技术的发展趋势4.1实现高水平的控