电机之梦

chunyang

春阳,电气专业电机方向一学生是也,现正准备陷生于电机事业之中,愿与大家讨论电机方面的话题.
矢量控制与直接转矩控制技术
  矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量 (励磁电流) 和产生转矩的电流分量 (转矩电流) 分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种控制方式称为矢量控制方式。矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等。
   基于转差频率控制的矢量控制方式同样是在进行U / f ＝恒定控制的基础上，通过检测异步电动机的实际速度n，并得到对应的控制频率f，然后根据希望得到的转矩，分别控制定子电流矢量及两个分量间的相位，对通用变频器的输出频率f进行控制的。基于转差频率控制的矢量控制方式的最大特点是，可以消除动态过程中转矩电流的波动，从而提高了通用变频器的动态性能。早期的矢量控制通用变频器基本上都是采用的基于转差频率控制的矢量控制方式。
  无速度传感器的矢量控制方式是基于磁场定向控制理论发展而来的。实现精确的磁场定向矢量控制需要在异步电动机内安装磁通检测装置，要在异步电动机内安装磁通检测装置是很困难的，但人们发现，即使不在异步电动机中直接安装磁通检测装置，也可以在通用变频器内部得到与磁通相应的量，并由此得到了所谓的无速度传感器的矢量控制方式。它的基本控制思想是根据输入的电动机的铭牌参数，按照转矩计算公式分别对作为基本控制量的励磁电流（或者磁通）和转矩电流进行检测，并通过控制电动机定子绕组上的电压的频率使励磁电流（或者磁通）和转矩电流的指令值和检测值达到一致，并输出转矩，从而实现矢量控制。
  采用矢量控制方式的通用变频器不仅可在调速范围上与直流电动机相匹配，而且可以控制异步电动机产生的转矩。由于矢量控制方式所依据的是准确的被控异步电动机的参数，有的通用变频器在使用时需要准确地输入异步电动机的参数，有的通用变频器需要使用速度传感器和编码器，并需使用厂商指定的变频器专用电动机进行控制，否则难以达到理想的控制效果。目前新型矢量控制通用变频器中已经具备异步电动机参数自动检测、自动辨识、自适应功能，带有这种功能的通用变频器在驱动异步电动机进行正常运转之前可以自动地对异步电动机的参数进行辨识，并根据辨识结果调整控制算法中的有关参数，从而对普通的异步电动机进行有效的矢量控制。除了上述的无传感器矢量控制和转矩矢量控制等，可提高异步电动机转矩控制性能的技术外，目前的新技术还包括异步电动机控制常数的调节及与机械系统匹配的适应性控制等，以提高异步电动机应用性能的技术。为了防止异步电动机转速偏差以及在低速区域获得较理想的平滑转速，应用大规模集成电路并采用专用数字式自动电压调整（AVR）控制技术的控制方式，已实用化并取得良好的效果。

   直接转矩控制也称之为\"直接自控制\"，这种\"直接自控制\"的思想是以转矩为中心来进行磁链、转矩的综合控制。和矢量控制不同，直接转矩控制不采用解耦的方式，从而在算法上不存在旋转坐标变换，简单地通过检测电机定子电压和电流，借助瞬时空间矢量理论计算电机的磁链和转矩，并根据与给定值比较所得差值，实现磁链和转矩的直接控制。
直接转矩控制技术，是利用空间矢量、定子磁场定向的分析方法，直接在定子坐标系下分析异步电动机的数学模型，计算与控制异步电动机的磁链和转矩，采用离散的两点式调节器（Band-Band控制），把转矩检测值与转矩给定值作比较，使转矩波动限制在一定的容差范围内，容差的大小由频率调节器来控制，并产生PWM脉宽调制信号，直接对逆变器的开关状态进行控制，以获得高动态性能的转矩输出。它的控制效果不取决于异步电动机的数学模型是否能够简化，而是取决于转矩的实际状况，它不需要将交流电动机与直流电动机作比较、等效、转化，即不需要模仿直流电动机的控制，由于它省掉了矢量变换方式的坐标变换与计算和为解耦而简化异步电动机数学模型，没有通常的PWM脉宽调制信号发生器，所以它的控制结构简单、控制信号处理的物理概念明确、系统的转矩响应迅速且无超调，是一种具有高静、动态性能的交流调速控制方式。与矢量控制方式比较，直接转矩控制磁场定向所用的是定子磁链，它采用离散的电压状态和六边形磁链轨迹或近似圆形磁链轨迹的概念。只要知道定子电阻就可以把它观测出来。而矢量控制磁场定向所用的是转子磁链，观测转子磁链需要知道电动机转子电阻和电感。因此直接转矩控制大大减少了矢量控制技术中控制性能易受参数变化影响的问题。直接转矩控制强调的是转矩的直接控制与效果。与矢量控制方法不同，它不是通过控制电流、磁链等量来间接控制转矩，而是把转矩直接作为被控量，对转矩的直接控制或直接控制转矩，既直接又简化。

chunyang

　 　 　
以用户为中心的稀土永磁电机ＣＡＤ系统系列

　
【项目地区】陕西省
【项目行业】计算机
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行业：计算机                           
编号：NO.004                                       
一、项目名称：以用户为中心的稀土永磁电机ＣＡＤ系统系列
二、项目单位：西北工业大学科技服务部                    
三、内容简介：                                       
   七套以及户为中心的电机ＣＡＤ系统软件包:
   １、稀土永磁及铁氧体永磁直流电动机ＣＡＤ系统；
   ２、稀土永磁无刷直流电动机ＣＡＤ系统；
   ３、稀土永磁同步电动机ＣＡＤ系列；
   ４、稀土永磁直流电机有限元全自动部分及分析计算程序；
   ５、ＤＯ系列单相异步电动机ＣＡＤ系统；
   ６、ＣＤ系列单相异步电动机ＣＡＤ系统；
   ７、交直流串激电动机ＣＡＤ系统。
   技术指标及特点：
   １、多级菜单画面，灵活简便；
   ２、多窗口画面，实时辅助提示；
   ３、结构图形显示，特性曲线显示；
   ４、丰富开发的数据库管理；
   ５、适应不同的硬件系统。
   成果评价：达到国际８０年代水平，获中国航空工业总公司科技进步二等奖。
   适用范围：各微特电机、中小型电机企业、研究所和高等院校。用于电机的设计、
分析和校核。
   推广应用情况：已被国内二十余家电机厂所购买和应用，并产生较大的经济效益。
   配置：２８６（或３８６、４８６）个人计算机。
   服务方式：技术咨询，技术转让。

pping

楼主真是强，好多学电机的学生都不喜欢电机

chunyang

电机的未来自己都不能把握

wangfly2000

电机学好难学  就要考试了  哭倒

惯性环节

矢量控制：通过坐标变换实现的控制；
直接转矩控制：利用转矩反馈直接控制电机的电磁转矩。

chunyang

从现在市场情况看，高压电机调速技术可分为如下几种：
液力耦合器
　　在电机轴和负载轴之间加入叶轮，调节叶轮之间液体（一般为油）的压力，达到调节负载转速的目的。这种调
速方法实质上是转差功率消耗型的做法，其主要缺点是随着转速下降效率越来越低、需要断开电机与负载进行安
装、维护工作量大，过一段时间就需要对轴封、轴承等部件进行更换，现场一般较脏，显得设备档次低，属淘汰技
术。
　　早期对调速技术比较感兴趣的厂家，或者是因为当初没有高压调速技术可以选择，或者是考虑到成本的因素，
对液力耦合器有一些应用。如自来水公司的水泵、电厂的锅炉给水泵和引风机、炼钢厂的除尘风机等。现在，一些
老的设备在改造中已经逐渐被高压变频替换掉。
高低高型变频器
　　变频器为低压变频器，采用输入降压变压器和输出升压变压器实现与高压电网和电机的接口，这是当时高压变
频技术未成熟时的一种过渡技术。
　　由于低压变频器电压低，电流却不可能无限制的上升，限制了这种变频器的容量。由于输出变压器的存在，使
系统的效率降低，占地面积增大；另外，输出变压器在低频时磁耦合能力减弱，使变频器在启动时带载能力减弱。
对电网的谐波大，如果采用12脉冲整流可以减少谐波，但是满足不了对谐波的严格要求；输出变压器在升压的同
时，对变频器产生dv/dt也同等放大，必须加装滤波器才能适用于普通电机，否则会产生电晕放电、绝缘损坏的情
况。如果采用特殊的变频电机可以避免这种情况，但是就不如采用高低型的变频器了。
高低型变频器
　　变频器为低压变频器，输入侧采用变压器将高压变为低压，将高压电机换掉，采用特殊的低压电机，电机的电
压水平多种多样，没有统一标准。
　　这种做法由于采用低压变频器，容量也比较小，对电网侧的谐波较大，可以采用12脉冲整流减少谐波，但是满
足不了对谐波的严格要求。在变频器出现故障时，电机不能投入到工频电网运行，在有些不能停机的场合应用会有
问题。另外，电机和电缆都要更换，工程量比较大。
串级调速变频器
　　将异步电机部分转子能量回馈至电网，从而改变转子滑差实现调速，这种调速方式采用可控硅技术，需要使用
绕线式异步电动机，而现在工业现场几乎都采用鼠笼式异步电动机，更换电机非常麻烦。这种调速方式的调速范围
一般在70%-95%左右，调速范围窄。可控硅技术容易造成对电网的谐波污染；随着转速的降低，电网侧功率因数也
变低，需要采取措施补偿。其优点是变频部分容量较小，比其他高压交流变频调速技术成本稍低。
　　这种调速方式有一种变化形式，即内反馈调速系统，省却了逆变部分的变压器，将反馈绕组直接做在定子绕组
里，这种做法要更换电机，其他方面的性能与串级调速接近。
　　串级调速电机受转子滑环的影响，不能做到很大功率，滑环维护工作量也大，属于七八十年代的落后技术，工
业应用已经越来越少。
电流源型直接高压变频器
　　这种变频器，输入侧采用可控硅进行整流，采用电感储能，逆变侧用SGCT作为开关元件，为传统的两电平结
构。由于器件的耐压水平有限，必须采用多个器件串联。器件串联是一种非常复杂的工程应用技术，理论上说可靠
性很低，但有的公司可以做到产品化的地步。由于输出侧只有两个电平，电机承受的dv/dt较大，必须采用输出滤
波器。电网侧的多脉冲整流器为可选件，用户需要针对自己的工厂情况提出要求。这种变频器的主要优点是不需要
外加电路就可以将负载的惯性能量回馈到电网。
　　电流源型变频器的主要缺点是电网侧功率因数低，谐波大，而且随着工况的变化而变，不好补偿。
电压源型三电平变频器
　　这种变频器采用二极管整流，电容储能，IGBT或IGCT逆变。三电平的逆变形式，采用二极管钳位的方式，解决
了两个器件串联的难题，技术上比两个器件简单直接串联容易，同时，增加了一个输出电平，使输出波形比两电平
好。
　　这种变频器的主要问题是：由于采用高压器件，输出侧的dv/dt仍旧比较严重，需要采用输出滤波器。由于受
到器件耐压水平的限制，最高电压只能做到4160V，要适应6KV和10KV电网的需要，更换电机是一种做法，但是造成
故障时向电网旁路较麻烦。对于6KV电机有一种变通做法，就是将电机由星型接法改为角型接法，这样电机的电压
就变为3KV；这种做法使电机的环流损耗上升，国内已经有烧毁电机的事例，有可能与此有关。还有的公司用这种
变频器实现高低高方式，使容量比原来采用低压变频器实现高低高方式时大，但是高低高方式所存在的问题依然存
在。
　　三电平变频器一般采用12脉冲整流方式。
功率模块串联多电平变频器
　　这种变频器采用低压变频器串联的方式实现高压，是电压源型变频器。它的输入侧采用移相降压型变压器，实
现18脉冲以上的整流方式，满足国际上对电网谐波的最严格的要求。在带负载时，电网侧功率因数可达到95%以
上。在输出侧采用多级PWM技术，dv/dt小，谐波少，满足普通异步电机的需要。可根据负载的需要设计变频器的输
出电压，是解决6KV、10KV电机调速的较好办法。功率电路采用标准模块化设计，更换简单，所用器件在国内采购
也比较容易。
　　这种变频器采用低压IGBT作为逆变元件，与采用高压IGBT的三电平变频器相比，功率元件数目较多，但技术上
较成熟。与采用高压IGCT的三电平变频器相比，功率元件数目较多，但总元件数目却较少，因为IGCT需要非常复杂
的辅助关断电路。
　　由于整流变压器与功率模块的连线较多，因此变压器不能与变频器分开放置，在空间有限的场合不是很灵活。

chunyang

日前，一种适用于高压电机节能的高频斩波串级调速装置在秦皇岛发电有限责任公司研发成功，经在一台560千瓦电机上测试，节能效果明显，仅该台电机每年就可节约电量42.4万千瓦时。
该装置将传统的电机调速理论、现代电力电子技术以及计算机控制技术结合在一起，当负荷发生变化时，电机转速自动改变，从而保证电机在最节能的转速下运行，达到节电的目的。经过严格的现场运行测试，使用该装置，电机转速可在50％～100％的范围内实现平滑调整，调速精度大于99.8％，运行稳定可靠，在充分满足运行方式要求的前提下，转速变为80％额定转速时节电43％，70％额定转速时节电63.9％。与传统的串级调速设备相比，在调速范围、调速控制精度、自检与保护、电磁兼容水平、功率因数与谐波指标等方面均有了长足进步。

大海！

这位兄弟真强，从哪弄来的这些东西呀？有什么好网站推荐一下呀！
楼主感觉学电机方向前景如何呀？怎么那么多学电机方向的却烦感电机呢？

chunyang

电机是很难，但要学好也不难。就我个人觉得，学好电机应该：
1.应该知道电机的发展历程及未来发展方向，电机起源于对电磁场的研究，电机通过电磁场来实现能量的传递和转换，这一点基本的东西很简单，但大多数人没搞清楚。记得湘潭电机厂实习的时候，我班一同学突然冒出经典语言：“电机的定子和转子没有连起来，电流是怎么流过去的。”可能很好笑，但是事实。所以，最基本的东西要搞清楚。现在，新原理电机也开始出现，比如超声波电机，静电电机，磁流体电机等。这些电机的理论基础已开始突破电磁场的范畴。就电机控制而言，也要弄清它的基本原理才能学好。
2学习电机应该首先学好物理，数学，语文，说实在话，很多公式的推理很简单，但由于我们的数学应用能力太差，学了半天摸不着头脑。另外，我觉得语文中的分析概括能力也很重要。
3.国际化的眼光。要多了解国际有关电机方面的动态。
4.多看一看目录和绪言，增加一点总体化思维。
5.做好实验，尤为重要。
                     一点废话，相信对大家没有害处

jipehi

chunyangchuang一枝花 长在路边人人夸
chunyang可好？
我也说句  电机不好学 但是好考

pping

很佩服楼主这么爱好电机
我是看见磁场我就晕，不过曾经电机实验导线起火令我开心不已：）