李圣斐

摘 要：隨著電力電子技術(shù)、工業(yè)科技的增強，基于單片控制技術(shù)的交流電機變頻調(diào)速系統(tǒng)日趨完善?，F(xiàn)代化技術(shù)，電力電子技術(shù)的發(fā)展不斷的促進電子交流調(diào)速設(shè)計的發(fā)展，現(xiàn)代交流調(diào)速設(shè)計的發(fā)展引領(lǐng)著電力的發(fā)展。本文先介紹了交流調(diào)速設(shè)計的概念，然后詳細介紹了交流調(diào)速系統(tǒng)的技術(shù)難點，在實際應(yīng)用中體現(xiàn)它的價值，促進工業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：單片控制；交流調(diào)速；變頻器

交流調(diào)速技術(shù)誕生于19 世紀，但是交流調(diào)速技術(shù)的性能還不完善，不如直流調(diào)速技術(shù)性能能優(yōu)越，因此，直流調(diào)速技術(shù)一直是電氣傳動領(lǐng)域的主力軍。直到在20世紀50年代中期，晶體管的發(fā)現(xiàn)，使電子電力實現(xiàn)了革命性的變化。晶體原件體積小，質(zhì)量輕，耐磨耐用等優(yōu)點，半導(dǎo)體等晶體的應(yīng)用使電機調(diào)速所需的裝備得以在實踐中應(yīng)用。這一革命性的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，使得交流調(diào)速技術(shù)得以推廣和應(yīng)用。70年代來，隨著科技的進步，集成電路等電子設(shè)備的開發(fā)和應(yīng)用，為交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展開闊了空間，促進了各種類型的交流調(diào)速系統(tǒng)的飛速發(fā)展，其中單片控制的交流調(diào)速設(shè)計越來越受到人們的關(guān)注，將微處理器取代模擬電路作為電動機的控制器，更簡單，方便。使交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展又向前邁了一大步。

1交流調(diào)速設(shè)計概述

交流調(diào)速系統(tǒng)是指以交流電動機作為電能，機械能的轉(zhuǎn)換裝置，并對其進行控制以產(chǎn)生我們所需要的轉(zhuǎn)速的一種電力拖動系統(tǒng)。交流調(diào)速設(shè)計相比于直流調(diào)速設(shè)計更加簡單，堅固耐用，易于運行，維護維修簡單方便，慣性小等特點。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，科技的發(fā)展，微電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用。我們致力于將微電子技術(shù)與交流調(diào)速系統(tǒng)結(jié)合，使交流調(diào)速系統(tǒng)由微電路控制，使交流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速范圍擴大，系統(tǒng)更加穩(wěn)定更加精確，動態(tài)響應(yīng)更加迅速，以便使交流調(diào)速系統(tǒng)更加方便的應(yīng)用于生活。

2交流調(diào)速系統(tǒng)的組成和技術(shù)難點

2.1交流變頻電機

交流變頻電機是指通過調(diào)節(jié)交流電的頻率來調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速。它是一種為變頻驅(qū)動器而設(shè)計的變頻調(diào)速電機。它的絕緣材料采用的是可以抵抗變頻器諧波突波的特殊材料，采用特殊的電磁設(shè)計以及結(jié)構(gòu)設(shè)計。跟普通交流電機相比具有調(diào)速范圍寬，低速力矩大，低速，高速都可以長期運行的特點。交流電機分異步電機和同步電機，相對于異步電機，同步電機有功率因數(shù)高、變頻容量小、動態(tài)性能好等特點，所以在我國，很多大功率的變頻調(diào)速用同步電機。

2.2電力電子變頻器

隨著電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，變頻調(diào)速技術(shù)也取得了飛速的發(fā)展，人們根據(jù)自己的生產(chǎn)生活需求，產(chǎn)生了各種不同性能的變頻調(diào)速裝置。電力電子變頻器分為交-交變頻器和交-直-交變頻器，其中交-直-交變頻器又分為電壓源型和電流源型。

交-交變頻器直接把恒壓恒頻（簡稱CVCF）的交流電源變換成變壓變頻（簡稱VVVF）的交流電源。交-交變頻器分為兩種形式：整流器組合式和矩陣式。常用的交-交變頻器輸出的每一相都是一個由正，反兩組晶閘管課控整流裝置反并聯(lián)的可逆線路，也就是說，每一相都相當(dāng)于一套直流可逆調(diào)速系統(tǒng)的反并聯(lián)可逆線路。矩陣式交-交變頻器控制復(fù)雜，結(jié)構(gòu)緊湊，效率高。并且它的輸入相電流相位可控，能夠?qū)崿F(xiàn)功率因數(shù)為1或超前的功率因數(shù)。最主要的可以實現(xiàn)能量的雙流動性，便于電動機實現(xiàn)四象限運行。見圖1。

交-直-交變頻器是指先將工頻交流電源通過整流器變換成直流，再通過逆變器變換成可控頻率和電壓的交流。交-直-交變頻器根據(jù)調(diào)壓方式可分為PAM和PWM型，根據(jù)直流側(cè)電源形式分為電壓源型和電流源型。根據(jù)換流電路的不同分為串聯(lián)電感式，串聯(lián)二極管式和帶輔助晶閘管式。最后根據(jù)晶閘管通電時間的不同分為180度導(dǎo)電型和120度導(dǎo)電型。交-直-交變頻器與傳統(tǒng)的半可控晶閘管器件相比，采用自關(guān)斷電力半導(dǎo)體器件的電氣傳動裝置?？梢怨?jié)約原材料，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，功率因數(shù)高，諧波污染小等優(yōu)點。更好的應(yīng)用于生產(chǎn)生活。見圖2。

2.3調(diào)速控制系統(tǒng)

電機的調(diào)速是指通過不同的電氣控制系統(tǒng)對直流電機和交流電機進行控制，使其物出軸的轉(zhuǎn)速連續(xù)而任意的變化。它課分為直流調(diào)速和交流調(diào)速。交流電機磁場定向控制理論于20世紀70年代出現(xiàn)，隨后又提出交流電機直接轉(zhuǎn)矩控制，這些理論使調(diào)速控制系統(tǒng)得到了很好的發(fā)展。性能遠遠高于直流調(diào)速系統(tǒng)。但是國內(nèi)對于同步調(diào)速電機的研究還有很大差距，大多研究異步電機，對于這方面還有很多空白。交流調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，運行可靠。廣泛應(yīng)用于電機傳動系統(tǒng)中。

3實際應(yīng)用

隨著科技的進步，技術(shù)的發(fā)展，單片控制的交流調(diào)速系統(tǒng)不斷的在電力方面得到應(yīng)用，交流變頻電機的應(yīng)用，使性能更加穩(wěn)定，交-交變頻器和交-直-交變頻器各有各自的優(yōu)缺點，完善了我們的電力系統(tǒng)，使我們的電力系統(tǒng)得到突飛猛進的發(fā)展。在實踐中不斷改進和完善，單片控制的交流調(diào)速系統(tǒng)將使我們的生活更加方便快捷。

4結(jié)語

單片控制的交流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展不斷的給電力電子器件提出新的要求。電力電子器件的發(fā)展不斷滿足交流調(diào)速的要求.一代電力電子器件帶來一代變頻調(diào)速裝置，性能/價格比一代高過一代。在人類社會進入信息化時代后，電力電子技術(shù)連同計算機技術(shù)是2I世紀重要的兩犬技術(shù)。

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