小功率變頻器設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告 楊帆

1、 湖南工程學(xué)院應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告學(xué)生姓名： 楊帆 學(xué) 號(hào)： 200713010105 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 設(shè)計(jì)(論文)題目： 小功率變頻器設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師： 李春菊 2011年 2 月 15 日開(kāi)題報(bào)告填寫(xiě)要求1開(kāi)題報(bào)告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)及所在專業(yè)審查后生效。2開(kāi)題報(bào)告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書(shū)寫(xiě)或按此電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁(yè)上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)。3“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按

2、論文的格式成文，并直接書(shū)寫(xiě)（或打?。┰诒鹃_(kāi)題報(bào)告第一欄目?jī)?nèi)，學(xué)生寫(xiě)文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于10篇（不包括辭典、手冊(cè)），其中至少應(yīng)包括1篇外文資料；對(duì)于重要的參考文獻(xiàn)應(yīng)附原件復(fù)印件，作為附件裝訂在開(kāi)題報(bào)告的最后。4統(tǒng)一用a4紙，并裝訂單獨(dú)成冊(cè)，隨畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)等資料裝入文件袋中。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開(kāi) 題 報(bào) 告1文獻(xiàn)綜述：結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫(xiě)2500字以上的文獻(xiàn)綜述，文后應(yīng)列出所查閱的文獻(xiàn)資料。文獻(xiàn)綜述電動(dòng)機(jī)作為主要的動(dòng)力設(shè)備廣泛的應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防、科技及社會(huì)生活等各個(gè)方面，其耗電約占總發(fā)電量的60%-70%。電動(dòng)機(jī)按照供電電源的不

3、同，分為直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)。由這兩種電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源的傳動(dòng)系統(tǒng)，先后誕生于19世紀(jì)，距今已有100多年的歷史，并成為動(dòng)力機(jī)械的主要驅(qū)動(dòng)裝置。由于技術(shù)上的原因，在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，占整個(gè)電力拖動(dòng)系統(tǒng)80%左右的不變拖動(dòng)系統(tǒng)中采用的是交流電動(dòng)機(jī)，而在需要進(jìn)行調(diào)速控制的拖動(dòng)系統(tǒng)中則基本上采用的是直流電動(dòng)機(jī)。但是，由于結(jié)構(gòu)上的原因，直流電動(dòng)機(jī)存在以下缺點(diǎn)：1）需要定期更換電刷和換向器，維護(hù)保養(yǎng)困難，壽命較短；2）由于直流電動(dòng)機(jī)存在換向火花，難以應(yīng)用于存在易燃易爆氣體的惡劣環(huán)境；3）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以制造大容量、高轉(zhuǎn)速和高電壓的直流電動(dòng)機(jī)。而與直流電動(dòng)機(jī)相比，交流電動(dòng)機(jī)則具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，工作可

4、靠，易于維護(hù)保養(yǎng)；2）不存在換向火花，可以應(yīng)用于存在易燃易爆氣體的惡劣環(huán)境；3）容易制造出大容量、高轉(zhuǎn)速和高電壓的交流電動(dòng)機(jī)。因此，很久以來(lái)，人們希望在很多場(chǎng)合能夠用可調(diào)速的交流電動(dòng)機(jī)來(lái)代替直流電動(dòng)機(jī)，并在交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制方面進(jìn)行了大量的研究開(kāi)發(fā)工作。隨著交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速的理論問(wèn)題的突破和調(diào)速裝置性能的完善，交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速性能差的缺點(diǎn)已經(jīng)得到了克服。目前交流調(diào)速系統(tǒng)的性能已經(jīng)可以和直流調(diào)速系統(tǒng)相匹敵，甚至可以超過(guò)直流系統(tǒng)。在電氣調(diào)速傳動(dòng)領(lǐng)域內(nèi)，由直流電動(dòng)機(jī)占統(tǒng)治地位的局面已經(jīng)收到了猛烈的沖擊。目前，從數(shù)百瓦級(jí)的家用電器到數(shù)千瓦級(jí)乃至數(shù)萬(wàn)瓦級(jí)的調(diào)速傳動(dòng)裝置，可以說(shuō)無(wú)所不包的都可以用交流調(diào)速傳動(dòng)

5、方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。交流調(diào)速傳動(dòng)的應(yīng)用范圍己經(jīng)從最初的只能用風(fēng)機(jī)、泵類的調(diào)速過(guò)渡到要求具有高精度、快響應(yīng)等高性能指標(biāo)的調(diào)速控制。從性能價(jià)格比的角度看，交流調(diào)速裝置已經(jīng)優(yōu)于直流調(diào)速裝置。在經(jīng)過(guò)大約30年的發(fā)展后，交流調(diào)速電氣傳動(dòng)己經(jīng)上升為電氣調(diào)速傳動(dòng)的主流?，F(xiàn)在人們所說(shuō)的交流調(diào)速傳動(dòng)，主要是指采用電子式電力變換器對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速傳動(dòng)。隨著電子控制器和電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，相應(yīng)的自動(dòng)控制策略也有了長(zhǎng)足的發(fā)展，除變頻器以外的另一些簡(jiǎn)單的調(diào)速方案，例如變極調(diào)速、定子調(diào)壓調(diào)速、轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速等，雖然仍在特定場(chǎng)合有一定的應(yīng)用，但由于其性能較差，終將會(huì)被調(diào)頻調(diào)速所取代。交流調(diào)速傳動(dòng)控制技術(shù)之所以發(fā)展得如此迅

6、速，和一些關(guān)鍵性技術(shù)的突破性進(jìn)展有關(guān)。在變換器的pwm控制技術(shù)方便提出了spwm（正弦波pwm）、svpwm(空間電壓矢量pwm)方式以及各種相應(yīng)的優(yōu)化pwm方式。同時(shí)在控制理論上提出一系列新的控制方法使得交流調(diào)速系統(tǒng)不斷顯示出本身的優(yōu)越性和巨大的社會(huì)效益，所以使得變頻器交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)具有越來(lái)越旺盛的生命力。交流變頻調(diào)速技術(shù)以其卓越的調(diào)速性能、顯著的節(jié)電效果以及在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域的廣泛適用性，而被公認(rèn)為是一種最有前途的交流調(diào)速方式，代表了電氣傳動(dòng)發(fā)展的主流方向。變頻調(diào)速技術(shù)為節(jié)能降耗、改善控制性能、提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量提供了至關(guān)重要的手段。變頻調(diào)速理論已形成較為完整的科學(xué)體系，成為一門(mén)相對(duì)獨(dú)

7、立的學(xué)科。20世紀(jì)是電力電子變頻技術(shù)由誕生到發(fā)展的一個(gè)全盛時(shí)代。最初的交流變頻調(diào)速理論誕生于20世紀(jì)20年代，直到60年代，由于電力電子器件的發(fā)展，才促進(jìn)了變頻調(diào)速技術(shù)向?qū)嵱梅较虬l(fā)展。70年代席卷工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的石油危機(jī)，促使他們投入大量的人力、物力、財(cái)力去研究高效率的變頻器，使變頻調(diào)速技術(shù)有了很大發(fā)展并得到推廣應(yīng)用。80年代，變頻調(diào)速已產(chǎn)品化，性能也不斷提高，發(fā)揮了交流調(diào)速的優(yōu)越性，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)各部門(mén)，并且部分取代了直流調(diào)速。進(jìn)入90年代，由于新型電力電子器件如igbt（絕緣柵雙極型晶體管insolatedgatebipolartransistor）、igct（集成門(mén)極換流型晶閘管inte

8、gratedgatecommutatedthyristor）等的發(fā)展及性能的提高、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，如由16位機(jī)發(fā)展到32位機(jī)以及dsp（數(shù)字信號(hào)處理器digitalsignalprocessor）的誕生和發(fā)展（如磁場(chǎng)定向矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制）等原因，極大地提高了變頻調(diào)速的技術(shù)性能，促進(jìn)了變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，使變頻器在調(diào)速范圍、驅(qū)動(dòng)能力、調(diào)速精度、動(dòng)態(tài)響應(yīng)、輸出性能、功率因數(shù)、運(yùn)行效率及使用的方便性等方面大大超過(guò)了其它常規(guī)交流調(diào)速方式，其性能指標(biāo)亦已超過(guò)了直流調(diào)速系統(tǒng)，達(dá)到取代直流調(diào)速系統(tǒng)的地步。變頻調(diào)速技術(shù)的現(xiàn)狀具有以下特點(diǎn)1）在功率器件方面，近年來(lái)高電壓、大電流的scr、gto、igbt

9、、igct等器件的生產(chǎn)以及并聯(lián)、串聯(lián)技術(shù)的應(yīng)用，使高電壓、大功率變頻器產(chǎn)品的生產(chǎn)及應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)。2）在微電子技術(shù)方面，16位、32位高速微處理器以及dsp和asic（專用集成電路application specific ic）技術(shù)的快速發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)變頻器高精度、多功能化提供了硬件手段。3）在控制理論方面，矢量控制、磁通控制、轉(zhuǎn)矩控制、智能控制等新的控制理論為研制高性能變頻器的發(fā)展提供了相關(guān)理論基礎(chǔ)。4）在產(chǎn)品化生產(chǎn)方面，基礎(chǔ)工業(yè)和各種制造業(yè)的高速發(fā)展，促進(jìn)了變頻器相關(guān)配套件的社會(huì)化、專業(yè)化生產(chǎn)。變頻調(diào)速系統(tǒng)按控制方式分類，已成熟應(yīng)用的控制方式有：恒壓頻比控制、磁場(chǎng)定向控制(矢量控制)和直接轉(zhuǎn)矩

10、控制。保持磁通恒定的變壓變頻(vvvf)控制是較早應(yīng)用的變頻控制方案，現(xiàn)在wvf控制仍廣泛應(yīng)用在低成本、性能要求較低的場(chǎng)合，如風(fēng)機(jī)、泵類等負(fù)載拖動(dòng)。九十年代以后，交流變頻凋速技術(shù)進(jìn)入相對(duì)成熟的發(fā)展階段，變頻調(diào)速發(fā)展呈現(xiàn)多元化的特點(diǎn)。首先，變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制方案不斷完善，隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，許多以前無(wú)法實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)的算法都可以應(yīng)用到控制系統(tǒng)之中，如最近研究十分活躍的專家系統(tǒng)、模糊控制、人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制和自適應(yīng)控制等?？刂评碚摵头椒ǖ娜遮叧墒?，使得變頻調(diào)速制系統(tǒng)的性能不斷提高、功能不斷完善。其次，脈寬調(diào)制技術(shù)不斷的發(fā)展進(jìn)步。中、小容量的pwm變換器常用控制技術(shù)有：基于正弦波對(duì)三角波脈寬調(diào)制的spw

11、m控制；基于消除指定次數(shù)諧波的hepwm控制；基于電流滯環(huán)跟蹤的chpwm控制：電壓空間矢量控制(svpwm控制)或稱磁鏈軌跡跟蹤控制。技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)是從輸出電壓接近正弦波為控制目標(biāo)的，到以輸出正弦波電流為控制目標(biāo)，再到以被控電機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)接近圓形為控制目標(biāo)，效果越來(lái)越好?？刂葡到y(tǒng)的數(shù)字化，使得變頻調(diào)速系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制策略、智能化和網(wǎng)絡(luò)化。高電壓、大容量變頻調(diào)速系統(tǒng)成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)之一。使用高功率因數(shù)、低諧波的綠色變換器是變頻傳動(dòng)發(fā)展的重要方向，主要有雙pwm交-直-交變換器、多單元串聯(lián)的中壓變換器、多電平中壓變換器等。受到普遍重視還在開(kāi)發(fā)的有交-交矩陣式變換器。目前，普遍采用spwm

12、正弦脈寬調(diào)制技術(shù)，來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的電源電壓和頻率，從而出現(xiàn)了由交流變頻電動(dòng)機(jī)與spwm裝置共同構(gòu)成的新型變頻調(diào)速系統(tǒng)，并廣泛運(yùn)用于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速和驅(qū)動(dòng)水泵、風(fēng)機(jī)等場(chǎng)合。由于交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的輸出特性能較好地適應(yīng)負(fù)載機(jī)械特性，不僅有助于節(jié)能，而且還對(duì)自動(dòng)控制領(lǐng)域的發(fā)展起了極大的促進(jìn)作用；國(guó)外許多國(guó)家都將此技術(shù)列為重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目。我國(guó)也將電力電子技術(shù)列為90年代高新技術(shù)的發(fā)展重點(diǎn)。交流變頻調(diào)速以其優(yōu)異的性能而深受各行業(yè)的普遍歡迎，在電力、軋鋼、造紙、化工、水泥、煤炭、紡織、鐵路、食品、船舶、機(jī)床等傳統(tǒng)工業(yè)的改造中和航天航空等高新技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用中無(wú)不看到變頻調(diào)速技術(shù)的蹤影，變頻調(diào)速技術(shù)取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

13、參考文獻(xiàn)1 吳守箴交流電機(jī)的變頻調(diào)速m北京：中國(guó)鐵道出版社，19842 原魁,劉偉強(qiáng)通用變頻器及其應(yīng)用m 北京：冶金工業(yè)出版社，19973 王延才，王偉變頻器原理及應(yīng)用m北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20054 陳伯時(shí)電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)m北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19995 張潤(rùn)和電力電子技術(shù)及應(yīng)用m北京：北京大學(xué)出版社，20086 陳國(guó)呈pwm變頻調(diào)速技術(shù)m北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19987 滿永奎.通用變頻器及其應(yīng)用m 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19958 吳忠智.調(diào)速用變頻器及配套設(shè)備選用指南m 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20009 王兆安，黃俊.電力電子技術(shù)m北京：機(jī)械工業(yè)出版社，200010 童詩(shī)白，華

14、成英.模擬電子技術(shù)m北京：高等教育出版社，200111 international ir rectifier ir2103 data sheet nopd60045-n page1-5200112 三菱電機(jī)株式會(huì)社. 變頻器原理與應(yīng)用教程m 北京國(guó)防工業(yè)出版社，199813 pc power integrations,inc tny264p13-19200114 趙修科.變壓器設(shè)計(jì)m北京：機(jī)械工業(yè)出版社，200015 布朗（brown，m）.開(kāi)關(guān)電源計(jì)指南m北京：機(jī)械工業(yè)出版社，200416 jung-chien li and guan-chyun hsieh.analysis of the

15、boost zero-current-switched quasi-square-wave converterj.ieee transactions on power electronics.vol.7.no.4 1992:1-10 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開(kāi) 題 報(bào) 告開(kāi)題報(bào)告：一、課題的目的與意義；二、課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望；三、課題主要內(nèi)容和要求；四、研究方法、步驟和措施 開(kāi) 題 報(bào) 告一、課題的目的與意義變頻器主要用于交流電動(dòng)機(jī)(異步電動(dòng)機(jī)或同步電動(dòng)機(jī))轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，是公認(rèn)的交流電動(dòng)機(jī)最理想、最有前途的調(diào)速方案，除了具有卓越的調(diào)速性能之外，變頻器還有顯著的節(jié)能作用，是企業(yè)技術(shù)改造和產(chǎn)品更

16、新?lián)Q代的理想調(diào)速裝置。自上世紀(jì)80年代被引進(jìn)中國(guó)以來(lái)，變頻器作為節(jié)能應(yīng)用與速度工藝控制中越來(lái)越重要的自動(dòng)化設(shè)備，得到了快速發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。在電力、紡織與化纖、建材、石油、化工、冶金、市政、造紙、食品飲料、煙草等行業(yè)以及公用工程(中央空調(diào)、供水、水處理、電梯等)中，變頻器都在發(fā)揮著重要作用。變頻器產(chǎn)生的最初用途是速度控制，但目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的是節(jié)能。中國(guó)是能耗大國(guó)，能源利用率很低，而能源儲(chǔ)備不足。隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源緊缺問(wèn)題越來(lái)越突出。在電能應(yīng)用中，一方面，電力供應(yīng)不足已經(jīng)影響到人們的日常生活；另一方面，很大一部分電能在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中被浪費(fèi)。根據(jù)已知的數(shù)據(jù)，在2003年的中國(guó)電力消耗

17、中，60%-70%動(dòng)力電，而在總?cè)萘繛?8億千瓦的電動(dòng)機(jī)總?cè)萘恐?，僅有不到2000萬(wàn)千瓦的電動(dòng)機(jī)是帶變頻控制的。據(jù)分析，在中國(guó)，帶變動(dòng)負(fù)載、具有節(jié)能潛力的電動(dòng)機(jī)至少有18億千瓦。因此國(guó)家大力提倡節(jié)能措施，并著重推薦了變頻調(diào)速技術(shù)。除了工業(yè)相關(guān)行業(yè)，在普通家庭中，節(jié)約電費(fèi)、提高家電性能、保護(hù)環(huán)境等受到越來(lái)越多的關(guān)注，變頻家電成為變頻器的另一個(gè)廣闊市場(chǎng)和應(yīng)用趨勢(shì)。帶有變頻控制的冰箱、洗衣機(jī)、家用空調(diào)等，在節(jié)電、減小電壓沖擊、降低噪音、提高控制精度等方面有很大的優(yōu)勢(shì)。目前，中國(guó)是世界上最主要的家電供應(yīng)國(guó)，但家電采用變頻器的比例很低，而在日本，90以上的家電是變頻控制。據(jù)調(diào)查，2003年，中國(guó)的變頻家

18、電同比增長(zhǎng)超過(guò)200，但體現(xiàn)在市場(chǎng)中的變頻家電并不多見(jiàn)，因此，變頻家電具有非常好的發(fā)展?jié)摿ΑＤ壳?，中?guó)的設(shè)備控制水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還比較低，制造工藝和效率都不高，因此提高設(shè)備控制水平至關(guān)重要。由于變頻調(diào)速具有調(diào)速范圍廣、調(diào)速精度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好等優(yōu)點(diǎn)，在許多需要精確速度控制的應(yīng)用中，變頻器正在發(fā)揮著提升工藝質(zhì)量和生產(chǎn)效率的顯著作用。以紡織行業(yè)為例，中國(guó)具有世界最大的紡織產(chǎn)品生產(chǎn)能力，市場(chǎng)范圍遍及全球，產(chǎn)業(yè)規(guī)模龐大。紡織與化纖行業(yè)也是變頻器應(yīng)用最多、使用密度最高的行業(yè)。在最常見(jiàn)的化纖機(jī)械設(shè)備中，選用變頻器的設(shè)備有螺桿擠出機(jī)、紡絲機(jī)和后加工機(jī)等。選用變頻器較多的棉紡設(shè)備主要有細(xì)紗機(jī)、粗紗機(jī)、精梳機(jī)等

19、。這些設(shè)備都要求精確速度控制、多單元同步傳動(dòng)或比例同步(牽伸)傳動(dòng)等，應(yīng)用變頻器可以提高工藝要求、提升產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)減輕了人工的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高了生產(chǎn)效率，可以說(shuō)，變頻器是紡織行業(yè)增強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力的重要裝備。市場(chǎng)調(diào)查顯示，2003年變頻器在紡織與化纖行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)了10億元。此外，在食品、飲料、包裝、造紙、機(jī)床、電梯等行業(yè)，國(guó)內(nèi)的企業(yè)需要擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，提高生產(chǎn)技術(shù)，因此變頻器的應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿Χ疾豢尚∮U。二、課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望交流電動(dòng)機(jī)是一個(gè)多變量、強(qiáng)耦合的非線性對(duì)象，定子電流同時(shí)包含有轉(zhuǎn)矩電流分量和勵(lì)磁電流分量，因而對(duì)其電磁轉(zhuǎn)矩瞬時(shí)值進(jìn)行控制比較困難。近三十余年來(lái)，世界各國(guó)都在致力于

20、交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的研究，并不斷取得突破。到現(xiàn)在為止，高性能的交流拖動(dòng)系統(tǒng)正逐步取代直流拖動(dòng)系統(tǒng)，交流伺服系統(tǒng)也正占據(jù)越來(lái)越大的市場(chǎng)份額。交流調(diào)速的發(fā)展可具體歸納為三個(gè)方面：首先，轉(zhuǎn)差頻率控制、矢量變換控制和直接轉(zhuǎn)矩控制等新的交流調(diào)速理論的誕生，使交流調(diào)速有了新的理論依據(jù)；其次，gtr、mosfet、igbt等為代表的新一代大功率電力電子器件的出現(xiàn)，其開(kāi)關(guān)頻率、功率容量都有很大的提高，為交流調(diào)速裝置的發(fā)展做好了準(zhǔn)備工作；最后，微處理器的飛速發(fā)展，使交流調(diào)速系統(tǒng)許多復(fù)雜的控制算法和控制方式能得以實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用變頻調(diào)速，可以大大提高tpam轉(zhuǎn)速的控制精度，使其在節(jié)能的狀態(tài)下運(yùn)行，調(diào)速的節(jié)電效果非?？捎^

21、。與此類似，許多變動(dòng)負(fù)載tpam一般按最大需求來(lái)生產(chǎn)tpam的容量，故設(shè)計(jì)算量偏大。而在實(shí)際運(yùn)行中，輕載運(yùn)行的時(shí)間所占比例卻非常高，所以使用變頻器就等于落實(shí)了節(jié)能措施，可大大提高輕載運(yùn)行時(shí)的工作效率。因此，變動(dòng)負(fù)載的節(jié)能潛力巨大。變頻器的另一個(gè)廣闊市場(chǎng)和應(yīng)用趨勢(shì)是家電市場(chǎng)。每個(gè)家庭都希望節(jié)約家庭開(kāi)支與生活成本，節(jié)約電費(fèi)、提高家電性能、保護(hù)環(huán)境成為大家關(guān)注的焦點(diǎn)。帶有變頻控制的冰箱、洗衣機(jī)、家用空調(diào)等變頻家電，在節(jié)電、減小電壓沖擊、降低噪音、提高控制精度等方面有很大的優(yōu)勢(shì)。目前，中國(guó)是世界上最主要的家電供應(yīng)國(guó)，但家電采用變頻器的比例很低，而在日本，90以上的家電是變頻控制。據(jù)調(diào)查，2l世紀(jì)以來(lái)，

22、中國(guó)的變頻家電同比增長(zhǎng)超過(guò)200?？梢?jiàn)，不僅是工業(yè)控制，而且采用變頻調(diào)速技術(shù)的家電也具有非常好的發(fā)展?jié)摿?。我?guó)目前變頻器的整機(jī)技術(shù)仍然落后，雖然已有一定數(shù)量的生產(chǎn)變頻器的企業(yè)，卻力量分散，沒(méi)能形成一定的技術(shù)和生產(chǎn)規(guī)模，變頻器產(chǎn)品所用半導(dǎo)體功率器件的制造業(yè)幾乎是空白，并且相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)及行業(yè)落后，產(chǎn)銷量少，可靠性及工藝水平不高。中國(guó)工控網(wǎng)發(fā)布的研究報(bào)告顯示：過(guò)去幾年，中國(guó)的變頻器市場(chǎng)保持著12-20的高速增長(zhǎng)。由于工業(yè)行業(yè)及建筑業(yè)的迅猛發(fā)展以及各行業(yè)的大量投資，2006年中國(guó)變頻器市場(chǎng)的同比增長(zhǎng)達(dá)到了近40，市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)了55億元人民幣。2007年變頻器市場(chǎng)增長(zhǎng)率雖有所回落，但由于經(jīng)濟(jì)全球化及中國(guó)

23、整體經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，變頻器越來(lái)越多地被用在生產(chǎn)控制上，市場(chǎng)需求仍然熱烈。今年以來(lái)，我國(guó)電力供需矛盾更為突出，多個(gè)省份都出現(xiàn)嚴(yán)重的缺電現(xiàn)象，節(jié)能引起了上至中央下至地方及民眾的普遍關(guān)注。因而，中園變頻器市場(chǎng)保持10左右的快速增長(zhǎng)將不成問(wèn)題，中國(guó)的變頻器市場(chǎng)至少要再經(jīng)歷十年時(shí)聞才會(huì)趨于成熟。中國(guó)的變頻器市場(chǎng)具有廣闊的發(fā)展空聞。變頻調(diào)速技術(shù)作為高新技術(shù)、基礎(chǔ)技術(shù)和節(jié)能技術(shù)，已經(jīng)滲透到所有經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的技術(shù)部門(mén)中。要積極應(yīng)用變頻調(diào)速來(lái)改造傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)，節(jié)約能源及提高產(chǎn)品質(zhì)量，獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益；要大力發(fā)展變頻調(diào)速技術(shù)，必需把我國(guó)變頻調(diào)速技術(shù)提高到一個(gè)新水平，縮小與世界先進(jìn)水平的差距，提高自主開(kāi)發(fā)能力

24、，滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)重點(diǎn)工程建設(shè)和市場(chǎng)的需求；并規(guī)范我國(guó)變頻調(diào)速技術(shù)方面的標(biāo)準(zhǔn)，提高產(chǎn)品可靠性及工藝水平，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。目前，變頻調(diào)速技術(shù)正主要向著兩個(gè)方向發(fā)展：一是實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)、高效率、無(wú)諧波干擾，研制具有良好電磁兼容性能的“綠色電器，二是向變頻器應(yīng)用的深度和廣度發(fā)展。隨著變頻器應(yīng)用領(lǐng)域深度和廣度的不斷開(kāi)拓，變頻調(diào)速技術(shù)將越來(lái)越清楚地展示它在一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要性。由于現(xiàn)代控制理論和人工智能技術(shù)在變頻調(diào)速技術(shù)中的應(yīng)用和推廣，正賦予它更強(qiáng)的生命力和更高的技術(shù)含量其發(fā)展方向。具體有如下幾項(xiàng)：(1)實(shí)現(xiàn)高水平的控制；(2)開(kāi)發(fā)清潔電能的變流器；(3)縮小裝置的尺寸；(4)高速度的數(shù)字控制技術(shù)：(5)模擬與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。三、課題主要內(nèi)容和要求小功率交流電機(jī)的變頻調(diào)速在許多應(yīng)用場(chǎng)合例如家用電器、泵類、過(guò)程控制、