1986 年美國威斯康星大學 Divan 教授提出諧振式直流環逆變器。傳統的逆變器是掛在穩定的直流母線上,電力電子器件是在高電壓下進行轉換的‘硬開關’,其開關損耗較大,限制了開關在頻率上的提高。而諧奪式直流環逆變器是把逆變器掛在高頻振蕩過零的諧振路上,使電力電子器件在零電壓或零電流下轉換,即工作在所謂的‘軟開關’狀態下,從而使開關損耗降低到零。這樣,可以使逆器尺寸減少,降低成本,還可能在較高功率上使逆變器集成化。因此,諧振式直流逆變器電路極有發展前途。
3 交流調速控制理論日漸成熟
1971 年,德國學者 F , Blaschke 發表論文闡明了交流電機磁場定向即矢量控制的原理,為交流傳動高性能控制奠定了理論基礎。矢量控制的基本思想是仿照直流電動機的控制方式,把定子電流的磁場分量和轉矩分量解耦開來,分別加以控制。這種解耦,實際上是把異步電動機的物理模型設法等效地變換成類似于直流電動機的模式,這種等效變換是借助于坐標變換完成的。它需要檢測轉子磁鏈的方向,且其性能易受轉子參數,特別是轉子回路時間常數的影響。加上矢量旋轉變換的復雜性,使得實際的控制效果難于達到分析的結果。
1985 年德國魯爾大學的 Depenbrock 教授提出了直接轉矩控制的理論,接著 1987 年又把它推 廣到弱磁調速范圍。大致來說,直接轉矩控制,用空間矢量的分析方法,直接在定子坐標系下分析計算與控制電流電動機的轉矩。采用定子磁場定向,借助于離散的兩點式調節(Band 一 Band 控制)產生 PWM 信號,直接對逆變器的開關狀態進行*控制,以獲得轉矩的高動態性能。它省掉了復雜的矢量變換與電動數學模型的簡化處理,大大減少了矢量控制中控制性能參數易受參數變化影響的問題,沒有通常的 PWM 信號發生器,其控制思想新穎,控制結構簡單,控制手段直接,信號處物理概念明確,轉矩響應迅速,限制在一拍之內,且無超調,是一種具有高靜動態性能的新型交流調速方法。
4 通用變頻器開始大量投入實用
一般把系列化、批量化、占市場量zui大的中小功率如 400KVA 以下的變頻器稱為通用變頻器。從產品來看,*代是普通功能型 U / F 控制型,多采用 16 位 CPU ,第二代為高功能型 U /F 型,采用 32位DSP或雙 16 位CPU 進行控制,采用了磁通補償器、轉差補償器和電流限制拄制器.具有挖土機和“無跳閘”能力,也稱為“無跳閘變頻器”。這類變頻器!目前占*zui大。第三代為高動態性能矢量控制型。它采用全數字控制,可通過軟件實現參數自動設定,實現變結構控制和自適應控制,可選擇 U /F頻率開環控制、無速度傳感器矢量控制和有速度傳感器矢量控制,實現了閉環控制的自優化。從技術發展看,雖然電力半導體器件有GTO、GTI、 IGBT,但以后兩種為主,尤以 IGBT為發展趨勢:變頻器的可靠性、可維修性、可操作性即所謂的 RAs ( Reliabiliry,Availability,Serviceability)功能也由于采用單片機控制動技術而得以提高。
5 單片機、集成曳路及工業控荊計算機的發展
以 MCS-51為代表白 8 位機雖然仍占主導地位,但功能簡單,指令集短小,可靠性高,保密性高,適于大批量生產的 PIC系列單片機及CMS97C系列單片機等正在推廣,而且單片機的應用范圍已開始擴展至智能儀器儀表或不太復雜的工業控制場合以充分發揮單片機的優勢另外,單片機的開發手段也更加豐富,除用匯編語言外,更多地是采用模塊化的( - 語言、PL / M 語言。
在集成電路方面,需要重點說明的是集成模擬乘法器和集成鎖相環路及集成時基電路在自動控制系統中運用很廣。在電機控制方面,還有于產生 PWM 控制信號的 HEF4752、 TL494 、 SL E4520 和 MA818 等應用也相當廣泛。
在邏輯電路方面,值得注意的是用芯片( ASIC)進行邏輯設計。 ASIC ( Appilca- , tion Specific L ntegrated Circuit )中有編程邏輯陣列 PL D ( Programrnable Logic Device )。 PLD力現有四種類型的器件: PROM 、 FPLA 、 PAL、 GAL 。 GAL是 PAL的第二代產品,它可以在線電擦洗,與TTL兼容,有較高的響應速度,有可編程的保密位等優點。這些特點使得 GAL在降低系統造價,減少產品體積和功耗,提高可靠性和穩定性及簡化系統設計,增強應用的保密性方面有廠‘闊的發展產景,特別適合新產品研制及 DMA控制和高速圖表處理,其上述交流的控制zui終用工業控制計算機完成。
6.結束語
*,電氣自動化技術是當今世界zui活躍、zui充滿生機、zui富有開發前景的綜合性學科與眾多*的合成。其應用范圍十分廣泛,幾乎滲透到國民經濟各個部門,隨著我國科技技術的發展,電氣自動化技術也隨之提高。
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