⑴ 特斯拉發明的不用電線傳輸電裝置可不可行
無線傳輸技術早就實現了啊,手機,無線網路,都是依靠電磁波傳遞信息。
至於電力的無線傳輸,目前仍處於研究階段,雖然有相關產品問世,但都屬於初級階段的。
無線電力傳輸 利用無線電的手段,將由電廠製造出來的電力轉換成為無線電波發送出去,在通過特定的接收裝置將無線電波收集起來並轉換為電力,供人們使用。 1 特斯拉的最著名的發明是「特斯拉線圈」,這是一種分布參數高頻共振變壓器,可以獲得上百萬伏的高頻電壓。 特斯拉線圈的線路和原理都非常簡單,但要將它調整到與環境完美的共振很不容易,特斯拉就是特別擅長這項技藝的人。 特斯拉後來發明了所謂的「放大發射機」,現在稱之為大功率高頻傳輸線共振變壓器,用於無線輸電試驗。特斯拉的無線輸電技術。值得一題的是:特斯拉把地球作為內導體,地球電離層作為外導體,通過他的放 大發射機,使用這種放大發射機特有的徑向電磁波振盪模式,在地球與電離層之間建立起大約 8 赫茲的低頻共振,利用環繞地球的表面電磁波來傳輸能量。 這一系統與現代無線電廣播的能量發射機制不同,而與交流電力網中的交流發電機與輸電線的關系類似,當沒有電力接收端的時候,發射機只與天地諧振腔交換無功能量,整個系統只有很少的有功損耗,而如果是一般的無線電廣播,發射的能量則全部在空間中損耗掉了。 特斯拉有生之年沒有財力實現這一主張。後人從理論上完全證實了這種方案的可行性,證明這種方案不僅可行,而且效率極高,對生態安全,並且不會干擾無線電通信。只不過涉及到世界范圍內的能量廣播和免費獲取,在現有的政治與經濟體制下,無人實際問津這種主張。
2 此技術目前仍處於研究階段,早在前兩年,各國科學家就開始研究利用無線電力傳輸技術,在月球建設太陽能發電站,然後將其傳送到地球為人類提供服務。 3 日本也在大力研究當中並計劃在2015年前後將其投入到居民生活當中。 4 在2010CES展會上,海爾推出了一款無尾電視,正是應用了無線電力傳輸技術。 無線電力傳輸技術方式及特點: 讓電流通過空氣傳播,會不會把使用者「雷」到呢?研究人員表示,「無尾電視」採用的無線電力傳輸技術不產生輻射,其安全性已經通過FCC、IEEE和CCC等標准認證,不僅不會產生危險,還避免了帶電插拔、電源線短路等等可能的安全隱患。在確保安全性的前提下,無線供電方式將可以徹底解決房間布線凌亂、電器位置固定、插座破壞居室裝修等等問題,給我們的生活帶來更多便利和美觀。 更重要的是,無線供電節省了大量的線材,無論是橡膠、塑料抑或銅、錫等金屬的消耗都將因此而大幅度減少,節約資源、減少污染,低碳環保。
⑵ 電纜捲筒的簡介
電纜捲筒是為大型移動設備提供動力電源、控制電源或控制信號的電纜卷繞裝置。它廣泛應用於港口門座起重機、集裝箱起重機、裝船機、塔式起重機等類似工況的重型機械設備。
⑶ 電纜捲筒的結構
磁滯式電纜捲筒有電纜卷盤 行星齒輪箱 圓錐減速箱 捲筒集電器 轉數限位開關 磁滯聯軸器及電動機等零件組成
⑷ 操作高低壓開關板或其它帶有傳動裝置的設備時,需使用能防止()電壓及()電壓的()的安全工具。
1、所有絕緣、檢驗工具,應妥善保管,嚴禁他用,並應定期檢查、校驗。
2、現場施工用高低壓設備及線路,應按施工設計及有關電氣安全技術規程安裝和架設。
3、線路上禁止帶負荷接電或斷電,並禁止帶電操作。
4、有人觸電,立即切斷電源,進行急救;電氣著火,應立即將有關電源切斷後,使用泡沫滅火器或干砂滅火。
5、安裝高壓開關,自動空氣開關等有返回彈簧的開關設備時,應將開關置於斷開位置。
6、多台配電箱(盤)並列安裝時,手指不得放在兩盤的接合處,也不得觸摸連接螺孔。
7、電桿用小車搬運應捆綁卡牢。人抬時,動作一致,電桿不得離地過高。
8、人工立桿,所用叉木應堅固完好,操作時,互相配合,用力均衡。機械立桿,兩側應設溜繩。立桿時,坑內不得有人,基礎夯實後,方可拆出叉木或拖拉繩。
9、登桿前,桿根應夯實牢固。舊木桿桿根單側腐朽深度超過桿根直徑八分之一以上時,應經加固後方能登桿。
10、登桿操作腳扣應與桿徑相適應。使用腳踏板,鉤子應向上。安全帶應栓於安全可靠處,扣環扣牢,不準拴於瓷瓶或橫擔上。工具,材料應用繩索傳遞,禁止上、下拋扔。
11、桿上緊線應側向操作,並將夾緊螺栓擰緊,緊有角度的導線,應在外側作業。調整拉線時,桿上不得有人。
12、緊線用的鐵絲或鋼絲繩,應能承受全部拉力,與導線的連接,必須牢固。緊線時,導線下方不得有人,單方向緊線時,反方向應設置臨時拉線。
13、電纜盤上的電纜端頭,應綁扎牢固,放線架、千斤頂應設置平穩,線盤應緩慢轉動,防止脫桿或傾倒。電纜敷設到拐彎處,應站在外側操作,木盤上釘子應撥掉或打彎。雷雨時停止架線操作。
14、進行耐壓試驗裝置的金屬外殼須接地,被試設備或電纜兩端,如不在同一地點,另一端應有人看守或加鎖。對儀表、接線等檢查無誤,人員撤離後,方可升壓。
15、電氣設備或材料,作非沖擊性試驗,升壓或降壓,均應緩慢進行。因故暫停或試壓結束,應先切斷電源,安全放電,並將升壓設備高壓側短路接地。
16、電力傳動裝置系統及高低壓各型開關調試時,應將有關的開關手柄取下或鎖上,懸掛標示牌,防止誤合閘。
17、用搖表測定絕緣電阻,應防止有人觸及正在測定中的線路或設備。測定容性或感性材料、設備後,必須放電。雷雨時禁止測定線路絕緣。
18、電流互感器禁止開路,電壓互感器禁止短路和以升壓方式運行。
19、電氣材料或設備需放電時,應穿戴絕緣防護用品,用絕緣棒安全放電。
20、現場變配電高壓設備,不論帶電與否,單人值班不準超過遮欄和從事修理工作。
21、在高壓帶電區域內部分停電工作時,人與帶電部分應保持安全距離,並需有人監護。
22、變配電室內、外高壓部分及線路,停電作業時:
(1)切斷有關電源,操作手柄應上鎖或掛標示牌。
(2)驗電時應穿戴絕緣手套、按電壓等級使用驗電器,在設備兩側各相或線路各相分別驗電。
(3)驗明設備或線路確認無電後,即將檢修設備或線路做短路接電。
(4)裝設接地線,應由二人進行,先接接地端,後接導體端,拆除時順序相反。拆、接時均應穿戴絕緣防護用品。
(5)接地線應使用截面不小於25mm2多股軟裸銅線和專用線夾,嚴禁用纏繞的方法,進行接地和短路。
(6)設備或線路檢修完畢,應全面檢查無誤後方可拆除臨時短路接地線。
23、用絕緣棒或傳動機構拉、合高壓開關,應戴絕緣手套。雨天室外操作時,除穿戴絕緣防護用品外,絕緣棒應有防雨罩,並有人監護。嚴禁帶負荷拉、合開關。
24、電氣設備的金屬外殼,必須接地或接零。同一設備可做接地和接零。同一供電網不允許有的接地有的接零。
25、電氣設備所有保險絲(斤)的額定電流應與其負荷容量相適應。禁止用其他金屬線代替保險絲(片)。
26、施工現場夜間臨時照明電線及燈具,一般高度應不低於2.5m,易燃、易爆場所應用防爆燈具。照明開關、燈口、插座等,應正確接入火線及零線。
27、穿越道路及施工區域地面的電線路應埋設在地下,並作標記。電線路不能盤繞在鋼筋等金屬構件上,以防絕緣層破裂後漏電。在道路上埋設前應先穿入管子或採取其它防護措施,以防被輾壓受損,發生意外。
28、工地照明盡可能採用固定照明燈具,移動式燈具除保證絕緣良好外,還不應有接頭,使用時也要作相應的固定,應放在不易被人員及材料,機具設備碰撞的安全位置,移動時,線路(電纜)不能在金屬物上拖拉,用完後及時收回保管。
29、嚴禁非電工人員從事電工作業。
網上可以找到很多這樣的規程,但是每個單位的不同崗位都有很多單位請安全工程師制定的操作規程。在哪個單位里都要先學了再上崗做
⑸ 卷揚機傳動裝置中的一級圓柱齒輪減速器
圓柱齒輪減速機,是一種動力傳達機構,其利用齒輪的速度轉換器,將電機的回轉數減速到所要的回轉數,並得到較大轉矩的裝置。圓柱齒輪減速機是一種相對精密的機械,使用它的目的是降低轉速,增加轉矩。
圓柱齒輪減速機的齒輪採用滲碳、淬火、磨齒加工,承載能力高、雜訊低;主要用於帶式輸送機及各種運輸機械,也可用於其它通用機械的傳動機構中。它具有承載能力高、壽命長、體積小、效率高、重量輕等優點,用於輸入軸與輸出軸呈垂直方向布置的傳動裝置中。
ZQD型圓柱齒輪減速機
ZQD型減速機是在盡量不改變ZQ型減速機的輸入輸出軸的位置和安裝尺寸的前提下,增加一高速級稱為三級傳動,增加的高速級在上方。
ZQD型大傳動比圓柱齒輪減速機共有ZQD350+100、ZQD400+100、ZQD650+150、ZQD850+250和ZQD1000+250六種規格。
ZQA型圓柱齒輪減速機
ZQA型減速機是在ZQ型減速機的基礎上改進設計的,為提高齒輪承載能力,又便於替代ZA型減速機,在外形、軸端和安裝尺寸不變的情況下,改變齒輪齒軸材質,齒輪軸為42CrMo,大齒輪為ZG35CrMo,調質硬度齒輪軸為291~323HB,大齒輪為255~286HB。ZQA型減速機主要用於起重、礦山、通用化工、紡織、輕工等行業。
ZSC型圓柱齒輪減速機
ZSC減速機在吸取了國內、國外同類產品的設計、製造經驗的基礎上,經過完善優化而形成的系列產品,廣泛適用於冶金、機械、石油、化工、建築、輕紡、輕工等行業。
ZQA型圓柱齒輪減速機的性能特點:
(1)齒輪均採用優質合金鋼經滲碳、淬火而成,齒面硬度達54-62HRC。
(2)中心距,公稱傳動比等主要參數均經優化設計,主要零、部件互換性好。
(3)一般採用油池潤滑,自然冷卻,當熱功率不能滿足時,可採用循環油潤滑或風扇.冷卻盤管冷卻。
(4)體積小、重量輕、精度高、承載能力大、效率高,壽命長,可靠性高、傳動平穩、雜訊低。[1]
我們在生活中經常出現減速機出現機器故障的問題,當機器出現問題時,一定會很影響工作的進度,甚至帶來很多不必要的損害,那麼如果減速機出現問題了,怎麼對ZQD型圓柱齒輪減速機進行維修呢?我們先要對減速機進行維修前的檢查工作,再進行具體的拆機工作,一起來看看。
檢修前的准備工作:
(一)現場檢查准備。檢修現場執行定置管理,開工前,完成檢修現場的布置,檢查安全措施必須全部落實,工作票已經辦理完成,具備開丁條件。
(二)備件及T器具准備。開T前,對檢修中用到的材料、備件進行一次全面的檢查、核對,保證完好可用;對使用的檢修工器具進行全面外觀檢查和實驗,電纜盤、電動工器具、起重工器具均在檢驗周期內,且外觀檢查合格。檢驗合格後,將其全部運至檢修現場指定位置。
(三)工前交底。工作負責人向丁作班人員交代安全注意事項、檢修質量要求、T作進度,進入T作現場檢修工作開始。
(四)檢修指導文件准備。檢修指導文件是指完成檢修工作的步驟、工藝要求及驗收質量標准,檢修現場必須嚴格執行該文件,並履行相關驗收手續。主要包括檢修文件包、檢修.[藝、消缺T藝卡等。這些文件必須開丁前完成編制、審批,並組織檢修人員學習討論。
(五)要圓滿完成一項大型檢修工作,必須做好「七分准備,i分干」,工前准備至關重要,主要包括檢修指導文件准備、備件及工器具准備、現場檢查准備、工前交底等。
⑹ 電纜傳輸怎樣做成做得快
理論來講光纜電纜傳輸速度相同,傳輸容量光纜大於電纜無數倍。
傳輸系統將監控系統的前端設備與終端設備聯系起來。前端設備所產生的圖像信號、聲音信號、各種報警信號通過傳輸系統傳送到控制中心,並將控制中心的控制指令傳送到前端設備。 根據電視監控系統的規模大小、覆蓋面積、信號傳輸距離、信息容量、對系統的功能及質量指標等不同要求以及傳輸信號的種類可以採用不同的傳輸方式。由於圖像信號的信息量大,帶寬寬,監視時直觀性強,因此傳輸的重點就是視頻圖像信號的傳輸。
一、同軸電纜傳輸
電視監控系統一般多是中短距離的中小型系統,幾乎都採用同軸電纜傳輸視頻圖像信號。視頻基帶是指視頻信號本身的頻帶寬度(0至6MHz)。將視頻信號採用調幅或調頻的方式調制到高頻載波上,然後通過電纜傳輸,在終端接收後再解調出視頻信號,這種方式稱為調制傳輸方式,它可以較好地抑制基帶傳輸方式中常有的各種干擾,並可實現一根電纜傳送多路視頻信號。但是在實際的監控系統中,由於攝像機布置地點比較分散,並不能發揮頻分復用的優勢,而且增加調制、解調設備還會增加系統成本,因此在傳輸距離不遠的情況下,仍然以基帶傳輸為主。而高頻傳輸方式大多出現在有線電視系統中。
二、同軸電纜
同軸電纜是由兩個同軸布置的倒導體組成,傳輸的信號完全封閉在外導體內部,從而具有高頻損耗低、屏蔽及抗干擾能力強、使用頻帶寬等顯著特點。同軸電纜從外至內結構為銅單線多根銅線絞合的內導體、絕緣介質、軟銅線或鍍錫絲編織層和聚氯乙烯護套。
同軸電纜的特性阻有50歐姆、75歐姆等。主要型號有SYV型,它的絕緣層為實心聚乙烯;SBYFV型,它的絕緣層為泡沫聚乙烯;SYK型。其絕緣層為聚乙烯藕芯。電視監控系統中常用的是SYV和SBYFV型75歐姆阻抗的同軸電纜。
泡沫聚乙烯材料比聚乙烯更不易損耗視頻信號,還增加了電纜的靈活性,安裝方便,但容易吸潮從而改變電氣性能。實心聚乙烯因其剛性,比泡沫材料保形性好,能承受以外擠壓的壓力。
同軸電纜屏蔽層銅網能屏蔽電磁干擾或EMI的無用外部信號干擾,編織層中絞合線的多少和含銅量決定了其抗干擾的能力。編織層鬆散的商業電纜能屏蔽80%干擾信號,適合於電氣干擾較低的場合,如果使用金屬管道效果更好。高幹擾的場合要使用高屏蔽或高編織密度的電纜。鋁箔屏蔽或包箔材料的電纜不適用於電視監控系統,但可用於發射無線電頻率信號。
同軸電纜越細越長,損耗越大,信號頻率越高,損耗越大。以SYV型電纜為例,國內的同軸電纜有SYV75-3、SYV75-5、SYV75-7、SYV75-9等規格。
使用同軸電纜傳輸使圖像時,距離在300米以下的一般可以不考慮信號的衰減問題,在傳輸距離增加時可以考慮使用低損耗的同軸電纜,如SYV75-9、SYV75-18等,或者加入電纜補償器。
電纜補償器又稱為電纜均衡器,通過電纜校正電路來進行高頻特性的補償,以使信號傳輸通道的總頻率特性基本上是平坦的。電路主要由RC電路組成,每一組RC串聯電路都有一個中心頻率f,將電纜衰減曲線分成幾段,對應於各段都用一組RC電路進行補償。
一般加入一級補償器可以使傳輸線路延長500米,對於不同規格的電纜適當增加電纜補償器可使有效傳輸距離增至2km左右。
圖為同軸傳輸應用。
⑺ 供應電纜輸送機有哪些結構
什麼是電纜輸送機-履帶式輸送機內部結構
什麼是電纜輸送機:一種電纜輸送機械,包括主機架,由電機、變速裝置、傳動裝置和輸送輪組成的輸送裝置,在所述主機架的左、右兩端各樞設一帶V形槽的輸送輪,所述電機通過變速裝置上的主鏈輪組分別帶動左、右輸送輪軸上的大鏈輪;在主機架上固設一壓輪架,在該壓輪架上對應於二個V形輸送輪的正上方,樞設有高度可調的左、右二個壓輪。所述壓輪架包括一金屬框架,左曲柄副與右曲柄副,左、右調節螺桿與中間棘輪。通過轉動棘輪,可以調整調節螺桿的長度,並通過曲柄副整左、右壓輪的高低,從而調節壓輪對電纜的壓緊力。電纜輸送機型號和作用本實用新型設備體積小、重量輕、結構簡單,壓輪架部分可拆卸,工作時噪音小,輸送電纜平穩。易在電纜坑道內移動,消耗功率小,電纜校直效果好。電纜輸送機的種類分為:柴油電纜輸送機,汽油電纜輸送機,和電力輸送機,起重XRS型電力輸送機的使用越來越廣泛,因為這種電纜輸送機可以串聯使用,實現大規模、長距離大型電纜的輸送工程。適用於大規模城市電網改造,適合大截面、長距離電纜敷設,降低勞動強度,提高施工質量。特點:本機推力大、體積小、質量輕、操作方便,在電纜排管、隧道、直理、長距離輸送等場合尤為合適。
⑻ 電纜繞包帶設備那有 包機
電纜繞包設備一般由放線裝置、繞包裝置、收線裝置、傳動裝置和計米器組專成。
特點屬:
1、繞包成束的絲、紗、玻璃絲是利用繞包頭實現的,在絲包機、紗包機和玻璃絲包機上裝有這種繞包頭。
2、將多根纖維並成線團稱為並紗或並絲,使用的設備稱為並紗機;將寬的帶狀材料切成窄帶稱為切紙或切帶,使用的設備稱為切紙機或切帶機。
3、繞包設備比較簡單,易於操作和控制。
⑼ 怎樣選擇電纜繞包帶的寬度
電纜繞包設備一般由放線裝置、繞包裝置、收線裝置、傳動裝置和計米器組成回。
特點:答
1、繞包成束的絲、紗、玻璃絲是利用繞包頭實現的,在絲包機、紗包機和玻璃絲包機上裝有這種繞包頭。
2、將多根纖維並成線團稱為並紗或並絲,使用的設備稱為並紗機;將寬的帶狀材料切成窄帶稱為切紙或切帶,使用的設備稱為切紙機或切帶機。
3、繞包設備比較簡單,易於操作和控制。
⑽ 有關電力電子及電力傳動研究動態現狀如何
隨著電力電子技術及大規模集成電路、微處理器控制技術的發展,功率半導體電力變換技術也得到迅速發展。20世紀60年代後半段開始,功率半導體器件從SCR(普通晶閘管)、GTO(門極可關斷晶閘管)、BJT(雙極型晶體管)、MOSFET(金屬氧化硅場效應管)、SIT(靜電感應晶體管)、SITH(靜電感應晶閘管)、MGT(MOS控制晶體管)、MCT(MOS控制晶閘管)發展到IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)、HVIGBT(耐高壓IGBT)。器件的每一次更新都為電力變換技術的發展注入新的活力。作為聯系弱電與強電的紐帶,電力變換技術提供了控制電功率流動與改變電能形態的有力手段,輸出適合其負載的最佳電壓和電流,以達到滿足工業技術要求和節約能源的目的。電氣傳動是電力變換技術最重要的應用領域之一。電氣傳動裝置的應用范圍小至機器人中精密的、高精度的位置控制,大至流量可調的大型水泵、風機的調速驅動,功率范圍從數瓦至數兆瓦。電力電子變流器作為輸入功率與電動機之間的介面設備,控制電動機的轉速或轉子位置,以滿足被電動機驅動的機械設備的需要。隨著交流電動機調速理論的突破和調速裝置(主要是變頻器)性能的完善,電動機的調速從直流發電機-電動機組調速、晶閘管可控整流器直流調壓調速逐步發展到交流電動機變頻調速,而且隨著控制技術和控制手段的不斷提高,變頻調速又由VVVF(Variable Voltage Variable Frequency)控制的PWM(Pulse Width Molation)變頻調速發展到矢量控制(Vector or Field-Oriented Control)、直接轉矩控制(Direct Torque and Flux Control--DTC)變頻調速,提高了變頻器的動、靜態特性,使得交流電動機變頻調速性能大大提高。在高性能的變頻調速控制系統里,轉速(位置)閉環控制環節是必不可少的,通常採用與電動機同軸安裝的機械式轉子速度(位置)感測器,如光電編碼器,旋轉變壓器等,但這些機械式轉子速度(位置)感測器有機械安裝、使用環境、電纜連接等諸多應用限制,其可靠性受到很大影響。為了克服機械式轉子速度(位置)感測器安裝帶來的種種缺陷、簡化硬體系統、減少設備故障率,在矢量控制、直接轉矩控制變頻調速的基礎上又發展了無速度(位置)感測器的變頻調速。近年來,這項研究已經成為交流傳動領域的一個新的熱點問題。
交流傳動系統之所以發展得如此迅速,和一些關鍵性技術的突破性進展有關。它們是功率半導體器件(包括半控型和全控型)的製造技術、基於電力電子電路的電力變換技術、交流電動機控制技術以及微型計算機和大規模集成電路為基礎的全數字化控制技術。為了進一步提高交流傳動系統的性能,國內外有關研究工作正圍繞以下幾個方面展開:
1. 採用新型功率半導體器件和脈寬調制(PWM)技術
功率半導體器件的不斷進步,尤其是新型可關斷器件,如BJT(雙極型晶體管)、MOSFET(金屬氧化硅場效應管)、IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)的實用化,使得開關高頻化的PWM技術成為可能。目前功率半導體器件正向高壓、大功率、高頻化、集成化和智能化方向發展。典型的電力電子變頻裝置有電壓型交-直-交變頻器、電流型交-直-交變頻器和交-交變頻器三種。電流型交-直-交變頻器的中間直流環節採用大電感作儲能元件,無功功率將由大電感來緩沖,它的一個突出優點是當電動機處於制動(發電)狀態時,只需改變網側可控整流器的輸出電壓極性即可使回饋到直流側的再生電能方便地回饋到交流電網,構成的調速系統具有四象限運行能力,可用於頻繁加減速等對動態性能有要求的單機應用場合,在大容量風機、泵類節能調速中也有應用。電壓型交-直-交變頻器的中間直流環節採用大電容作儲能元件,無功功率將由大電容來緩沖。對於負載電動機而言,電壓型變頻器相當於一個交流電壓源,在不超過容量限度的情況下,可以驅動多台電動機並聯運行。電壓型PWM變頻器在中小功率電力傳動系統中佔有主導地位。但電壓型變頻器的缺點在於電動機處於制動(發電)狀態時,回饋到直流側的再生電能難以回饋給交流電網,要實現這部分能量的回饋,網側不能採用不可控的二極體整流器或一般的可控整流器,必須採用可逆變流器,如採用兩套可控整流器反並聯、採用PWM控制方式的自換相變流器(斬控式整流器或PWM整流器)。網側變流器採用PWM控制的變頻器稱為雙PWM控制變頻器,這種再生能量回饋式高性能變頻器具有直流輸出電壓連續可調,輸入電流(網側電流)波形基本為正弦,功率因數保持為1並且能量可以雙向流動的特點,代表一個新的技術發展動向,但成本問題限制了它的發展速度。通常的交-交變頻器都有輸入諧波電流大、輸入功率因數低的缺點,只能用於低速(低頻)大容量調速傳動。為此,矩陣式交-交變頻器應運而生。矩陣式交-交變頻器功率密度大,而且沒有中間直流環節,省去了笨重而昂貴的儲能元件,它為實現輸入功率因數為1、輸入電流為正弦和四象限運行開辟了新的途徑。
隨著電壓型PWM變頻器在高性能的交流傳動系統中應用日趨廣泛,PWM技術的研究越來越深入。PWM利用功率半導體器件的高頻開通和關斷,把直流電壓變成按一定寬度規律變化的電壓脈沖序列,以實現變頻、變壓並有效地控制和消除諧波。PWM技術可分為三大類:正弦PWM、優化PWM及隨機PWM。正弦PWM包括以電壓、電流和磁通的正弦為目標的各種PWM方案。正弦PWM一般隨著功率器件開關頻率的提高會得到很好的性能,因此在中小功率交流傳動系統中被廣泛採用。但對於大容量的電力變換裝置來說,太高的開關頻率會導致大的開關損耗,而且大功率器件如GTO的開關頻率目前還不能做得很高,在這種情況下,優化PWM技術正好符合裝置的需要。特定諧波消除法(Selected Harmonic Elimination PWM--SHE PWM)、效率最優PWM和轉矩脈動最小PWM都屬於優化PWM技術的范疇。普通PWM變頻器的輸出電流中往往含有較大的和功率器件開關頻率相關的諧波成分,諧波電流引起的脈動轉矩作用在電動機上,會使電動機定子產生振動而發出電磁雜訊,其強度和頻率范圍取決於脈動轉矩的大小和交變頻率。如果電磁雜訊處於人耳的敏感頻率范圍,將會使人的聽覺受到損害。一些幅度較大的中頻諧波電流還容易引起電動機的機械共振,導致系統的穩定性降低。為了解決以上問題,一種方法是提高功率器件的開關頻率,但這種方法會使得開關損耗增加;另一種方法就是隨機地改變功率器件的導通位置和開關頻率,使變頻器輸出電壓的諧波成分均勻地分布在較寬的頻帶范圍內,從而抑制某些幅值較大的諧波成分,以達到抑制電磁雜訊和機械共振的目的,這就是隨機PWM技術。
2. 應用矢量控制技術、直接轉矩控制技術及現代控制理論
交流傳動系統中的交流電動機是一個多變數、非線性、強耦合、時變的被控對象,VVVF控制是從電動機穩態方程出發研究其控制特性,動態控制效果很不理想。20世紀70年代初提出用矢量變換的方法來研究交流電動機的動態控制過程,不但要控制各變數的幅值,同時還要控制其相位,以實現交流電動機磁通和轉矩的解耦,促使了高性能交流傳動系統逐步走向實用化。目前高動態性能的矢量控制變頻器已經成功地應用在軋機主傳動、電力機車牽引系統和數控機床中。此外,為了解決系統復雜性和控制精度之間的矛盾,又提出了一些新的控制方法,如直接轉矩控制、電壓定向控制等。尤其隨著微處理器控制技術的發展,現代控制理論中的各種控制方法也得到應用,如二次型性能指標的最優控制和雙位模擬調節器控制可提高系統的動態性能,滑模(Sliding mode)變結構控制可增強系統的魯棒性,狀態觀測器和卡爾曼濾波器可以獲得無法實測的狀態信息,自適應控制則能全面地提高系統的性能。另外,智能控制技術如模糊控制、神經元網路控制等也開始應用於交流調速傳動系統中,以提高控制的精度和魯棒性。
3. 廣泛應用微電子技術
隨著微電子技術的發展,數字式控制處理晶元的運算能力和可靠性得到很大提高,這使得全數字化控制系統取代以前的模擬器件控制系統成為可能。目前適於交流傳動系統的微處理器有單片機、數字信號處理器(Digital Signal Processor--DSP)、專用集成電路(Application Specific Integrated Circuit--ASIC)等。其中,高性能的計算機結構形式採用超高速緩沖儲存器、多匯流排結構、流水線結構和多處理器結構等。核心控制演算法的實時完成、功率器件驅動信號的產生以及系統的監控、保護功能都可以通過微處理器實現,為交流傳動系統的控制提供很大的靈活性,且控制器的硬體電路標准化程度高,成本低,使得微處理器組成的全數字化控制系統達到了較高的性能價格比。4. 開發新型電動機和無機械感測器技術
交流傳動系統的發展對電動機本體也提出了更高的要求。電動機設計和建模有了新的研究內容,如三維渦流場的計算、考慮轉子運動及外部變頻供電系統方程的聯解、電動機阻尼繞組的合理設計及籠條的故障檢測等。為了更詳細地分析電動機內部過程,如繞組短路或轉子斷條等問題,多迴路理論應運而生。隨著20世紀80年代永磁材料特別是釹鐵硼永磁的發展,永磁同步電動機(Permanent-Magnet Synchronous Motor--PMSM)的研究逐漸熱門和深入,由於這類電動機無需勵磁電流,運行效率、功率因數和功率密度都很高,因而在交流傳動系統中獲得了日益廣泛的應用。此外,開關變磁阻理論使開關磁阻電動機(Switched Reluctance Motor--SRM)迅速發展,開關磁阻電動機與反應式步進電動機相類似,在加了轉子位置閉環檢測後可以有效地解決失步問題,可方便地起動、調速或點控,其優良的轉矩特性特別適合於要求高靜態轉矩的應用場合。
在高性能的交流調速傳動系統中,轉子速度(位置)閉環控制往往是必需的。為了實現轉速(位置)反饋控制,須用光電編碼器或旋轉變壓器等與電動機同軸安裝的機械速度(位置)感測器來實現轉子速度和位置的檢測。但機械式的感測器有安裝、電纜連接和維護等問題,降低了系統的可靠性。對此,許多學者開展了無速度(位置)感測器控制技術的研究,即利用檢測到的電動機出線端電量(如電機電壓、電流),估測出轉子的速度、位置,還可以觀測到電動機內部的磁通、轉矩等,進而構成無速度(位置)感測器高性能交流傳動系統。該技術無需在電動機轉子和機座上安裝機械式的感測器,具有降低成本和維護費用、不受使用環境限制等優點,將成為今後交流電氣傳動技術發展的必然趨勢。