开题报告(王德华)

《开题报告(王德华)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、本科毕业设计开题报告题目：基于空间矢量的三相异步电动机调速系统的设计专题：院（系）：电气与信息工程学院班级：自动化08-1班姓名：王德华学号：080502010107指导教师：王欢教师职称：黑龙江科技学院本科毕业设计开题报告 题目基于空间矢量的三相异步电动机调速系统的设计来源工程实际1、研究的目的和意义能源需求正极大地影响着全球经济发展，我国同样也面临着经济增长对能源需求的压力。20世纪九十年代我国高耗能产品的耗能量比发达国家高12-15%，能源综合利用效率仅为犯%，我国迫切需要提高能源利用效率。电机是能源消耗大户之一，我国电机总装机容量己达4亿千瓦，年耗电量达60

2、00亿千瓦时，占工业耗电量的80%，然而直到目前，我国各类在用电机80%以上还是中小型异步电动机，可见我国在电机节能领域有非常大的潜力。电机节能技术最受瞩目的就是变频调速技术，变频调速技术以其显著的节电效果、优良的调速性能以及广泛的适用性而成为电气传动发展的主流方向。虽然我国变频调速技术研究非常活跃，但是产业化仍很不理想，外国产品几乎占据了我国变频调速技术市场的60%。从总体上看，我国变频传动的技术水平较国际先进水平差距10多年。在大功率交一交、无换向器电机等变频技术方面，国内只有少数科研单位有能力制造，但在数字化及系统可靠性方面与国外还有相当差距。异步电动机的数学

3、模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统，通过坐标变换，可以使之降阶并简化，但没有改变其非线性、多变量的本质。转速开环、恒压频比控制的调速系统和转速闭环、转差频率控制的变频调速系统动态性能不够理想，调节器参数很难准确设计，关键就在于只是沿用了单变量控制系统的概念而没有考虑非线性、多变量的本质。许多专家学者对此进行过潜心的研究，终于在1971年不谋而合地提出了两项研究成果：联邦德国西门子公司的F.Blaschke等提出的“感应电机磁场定向的控制原理”和美国P.C.Custman和AA.Clark申请的专利“感应电机定子电压的坐标变换控制”。以后在实践中不断地改进，形

4、成了现已得到普遍应用的矢量控制变频调速系统。2、国内外发展情况从60年代起，国外已开始了对交流调速的研究，特别是70年代初席卷世界先进工业国家的石油危机迫使他们投入了大量的人力和财力研究高效节能的交流调速系统，从而最终定位在变频调速这一热点上。起初，变频调速多采用电压频率协调控制的开环变频调速系统，但是其机械特性远逊于直流电机变压后的机械特性。70年代末期，SPWM技术的出现，以及矢量控制技术的提出和实现，使得异步电机变频后的机械特性可以达到和直流电机变压后的机械特性相媲美的程度，从而促进了交流调速技术的迅速发展。目前，国外对变频调速的研究主要集中在日本、欧洲以及美

5、国，其中中、小容量以日本富士、三垦产品为主；大容量变频器则以德国SIEMENS、英国(法国)CEGELEC公司产品为主。在器件的选择上，大容量仍以可关断晶体管（GTO），电流控制的大功率晶体管（GTR）为主；中、小容量以电压控制的绝缘栅双极性晶体管（IGBT）为主；为追求高可靠性、缩短研制周期，数字信号处理器（DSP）和智能功率模块（IPM）的应用将更为普及。研究最多的仍是按磁场定向的矢量控制，技术上已经很成熟，且己经产品化，无速度传感器的矢量控制，在运行过程中能够进行参数自检测的通用变频器也有产品出现。而一些新的理论算法(如直接转矩控制DTC)多处于理论研究阶段，

6、产品并不多见。在大功率交一交变频调速技术方面，法国阿尔斯通己能提供单机容量达3万kw的电气传动设备用于船舶推进系统。在大功率无换向器电机变频调速技术方面，意大利ABB公司提供了单机容量6万kw的设备用于抽水蓄能电站。在中功率变频调速技术方面，德国西门子公司SimovertA电流型晶闸管变频调速设备单机容量为10-2600kVA和SImovertPGTOPWM变频调速设备单机容量为100-900kVA，其控制系统己实现全数字化，用于电力机车、风机、水泵传动。在小功率交流调速技术方面，日本富士BJT变频器最大单机容量可达700kVA。IGBT变频器己形成系列产品，其控制

7、系统也己实现全数字化。国内与国外相比，则有相当大的差距。在大功率交一交、无换向器电机等变频技术方面，国内只有少数科研单位有能力制造，但在数字化及系统可靠性方面与国外还有相当差距。而这方面产品在诸如抽水蓄能电站机组启动及运行、大容量风机、压缩机、和轧机转动等方面有很大需求。在中小功率变频技术方面，国内几乎所有的产品都是普通的恒压频比（V/F）控制，仅有少量的样机采用矢量控制，品种与质量还不能满足市场需要，每年大量进口。目前国内变频器市场的绝大部分为国外产品占领，国内生产中、大容量的仍停留在GTR技术上，小容量的仅有少部分IGBT产品，质量上也不十分令人满意。且已实