⑴ 特斯拉发明的不用电线传输电装置可不可行
无线传输技术早就实现了啊,手机,无线网络,都是依靠电磁波传递信息。
至于电力的无线传输,目前仍处于研究阶段,虽然有相关产品问世,但都属于初级阶段的。
无线电力传输 利用无线电的手段,将由电厂制造出来的电力转换成为无线电波发送出去,在通过特定的接收装置将无线电波收集起来并转换为电力,供人们使用。 1 特斯拉的最著名的发明是“特斯拉线圈”,这是一种分布参数高频共振变压器,可以获得上百万伏的高频电压。 特斯拉线圈的线路和原理都非常简单,但要将它调整到与环境完美的共振很不容易,特斯拉就是特别擅长这项技艺的人。 特斯拉后来发明了所谓的“放大发射机”,现在称之为大功率高频传输线共振变压器,用于无线输电试验。特斯拉的无线输电技术。值得一题的是:特斯拉把地球作为内导体,地球电离层作为外导体,通过他的放 大发射机,使用这种放大发射机特有的径向电磁波振荡模式,在地球与电离层之间建立起大约 8 赫兹的低频共振,利用环绕地球的表面电磁波来传输能量。 这一系统与现代无线电广播的能量发射机制不同,而与交流电力网中的交流发电机与输电线的关系类似,当没有电力接收端的时候,发射机只与天地谐振腔交换无功能量,整个系统只有很少的有功损耗,而如果是一般的无线电广播,发射的能量则全部在空间中损耗掉了。 特斯拉有生之年没有财力实现这一主张。后人从理论上完全证实了这种方案的可行性,证明这种方案不仅可行,而且效率极高,对生态安全,并且不会干扰无线电通信。只不过涉及到世界范围内的能量广播和免费获取,在现有的政治与经济体制下,无人实际问津这种主张。
2 此技术目前仍处于研究阶段,早在前两年,各国科学家就开始研究利用无线电力传输技术,在月球建设太阳能发电站,然后将其传送到地球为人类提供服务。 3 日本也在大力研究当中并计划在2015年前后将其投入到居民生活当中。 4 在2010CES展会上,海尔推出了一款无尾电视,正是应用了无线电力传输技术。 无线电力传输技术方式及特点: 让电流通过空气传播,会不会把使用者“雷”到呢?研究人员表示,“无尾电视”采用的无线电力传输技术不产生辐射,其安全性已经通过FCC、IEEE和CCC等标准认证,不仅不会产生危险,还避免了带电插拔、电源线短路等等可能的安全隐患。在确保安全性的前提下,无线供电方式将可以彻底解决房间布线凌乱、电器位置固定、插座破坏居室装修等等问题,给我们的生活带来更多便利和美观。 更重要的是,无线供电节省了大量的线材,无论是橡胶、塑料抑或铜、锡等金属的消耗都将因此而大幅度减少,节约资源、减少污染,低碳环保。
⑵ 电缆卷筒的简介
电缆卷筒是为大型移动设备提供动力电源、控制电源或控制信号的电缆卷绕装置。它广泛应用于港口门座起重机、集装箱起重机、装船机、塔式起重机等类似工况的重型机械设备。
⑶ 电缆卷筒的结构
磁滞式电缆卷筒有电缆卷盘 行星齿轮箱 圆锥减速箱 卷筒集电器 转数限位开关 磁滞联轴器及电动机等零件组成
⑷ 操作高低压开关板或其它带有传动装置的设备时,需使用能防止()电压及()电压的()的安全工具。
1、所有绝缘、检验工具,应妥善保管,严禁他用,并应定期检查、校验。
2、现场施工用高低压设备及线路,应按施工设计及有关电气安全技术规程安装和架设。
3、线路上禁止带负荷接电或断电,并禁止带电操作。
4、有人触电,立即切断电源,进行急救;电气着火,应立即将有关电源切断后,使用泡沫灭火器或干砂灭火。
5、安装高压开关,自动空气开关等有返回弹簧的开关设备时,应将开关置于断开位置。
6、多台配电箱(盘)并列安装时,手指不得放在两盘的接合处,也不得触摸连接螺孔。
7、电杆用小车搬运应捆绑卡牢。人抬时,动作一致,电杆不得离地过高。
8、人工立杆,所用叉木应坚固完好,操作时,互相配合,用力均衡。机械立杆,两侧应设溜绳。立杆时,坑内不得有人,基础夯实后,方可拆出叉木或拖拉绳。
9、登杆前,杆根应夯实牢固。旧木杆杆根单侧腐朽深度超过杆根直径八分之一以上时,应经加固后方能登杆。
10、登杆操作脚扣应与杆径相适应。使用脚踏板,钩子应向上。安全带应栓于安全可靠处,扣环扣牢,不准拴于瓷瓶或横担上。工具,材料应用绳索传递,禁止上、下抛扔。
11、杆上紧线应侧向操作,并将夹紧螺栓拧紧,紧有角度的导线,应在外侧作业。调整拉线时,杆上不得有人。
12、紧线用的铁丝或钢丝绳,应能承受全部拉力,与导线的连接,必须牢固。紧线时,导线下方不得有人,单方向紧线时,反方向应设置临时拉线。
13、电缆盘上的电缆端头,应绑扎牢固,放线架、千斤顶应设置平稳,线盘应缓慢转动,防止脱杆或倾倒。电缆敷设到拐弯处,应站在外侧操作,木盘上钉子应拨掉或打弯。雷雨时停止架线操作。
14、进行耐压试验装置的金属外壳须接地,被试设备或电缆两端,如不在同一地点,另一端应有人看守或加锁。对仪表、接线等检查无误,人员撤离后,方可升压。
15、电气设备或材料,作非冲击性试验,升压或降压,均应缓慢进行。因故暂停或试压结束,应先切断电源,安全放电,并将升压设备高压侧短路接地。
16、电力传动装置系统及高低压各型开关调试时,应将有关的开关手柄取下或锁上,悬挂标示牌,防止误合闸。
17、用摇表测定绝缘电阻,应防止有人触及正在测定中的线路或设备。测定容性或感性材料、设备后,必须放电。雷雨时禁止测定线路绝缘。
18、电流互感器禁止开路,电压互感器禁止短路和以升压方式运行。
19、电气材料或设备需放电时,应穿戴绝缘防护用品,用绝缘棒安全放电。
20、现场变配电高压设备,不论带电与否,单人值班不准超过遮栏和从事修理工作。
21、在高压带电区域内部分停电工作时,人与带电部分应保持安全距离,并需有人监护。
22、变配电室内、外高压部分及线路,停电作业时:
(1)切断有关电源,操作手柄应上锁或挂标示牌。
(2)验电时应穿戴绝缘手套、按电压等级使用验电器,在设备两侧各相或线路各相分别验电。
(3)验明设备或线路确认无电后,即将检修设备或线路做短路接电。
(4)装设接地线,应由二人进行,先接接地端,后接导体端,拆除时顺序相反。拆、接时均应穿戴绝缘防护用品。
(5)接地线应使用截面不小于25mm2多股软裸铜线和专用线夹,严禁用缠绕的方法,进行接地和短路。
(6)设备或线路检修完毕,应全面检查无误后方可拆除临时短路接地线。
23、用绝缘棒或传动机构拉、合高压开关,应戴绝缘手套。雨天室外操作时,除穿戴绝缘防护用品外,绝缘棒应有防雨罩,并有人监护。严禁带负荷拉、合开关。
24、电气设备的金属外壳,必须接地或接零。同一设备可做接地和接零。同一供电网不允许有的接地有的接零。
25、电气设备所有保险丝(斤)的额定电流应与其负荷容量相适应。禁止用其他金属线代替保险丝(片)。
26、施工现场夜间临时照明电线及灯具,一般高度应不低于2.5m,易燃、易爆场所应用防爆灯具。照明开关、灯口、插座等,应正确接入火线及零线。
27、穿越道路及施工区域地面的电线路应埋设在地下,并作标记。电线路不能盘绕在钢筋等金属构件上,以防绝缘层破裂后漏电。在道路上埋设前应先穿入管子或采取其它防护措施,以防被辗压受损,发生意外。
28、工地照明尽可能采用固定照明灯具,移动式灯具除保证绝缘良好外,还不应有接头,使用时也要作相应的固定,应放在不易被人员及材料,机具设备碰撞的安全位置,移动时,线路(电缆)不能在金属物上拖拉,用完后及时收回保管。
29、严禁非电工人员从事电工作业。
网上可以找到很多这样的规程,但是每个单位的不同岗位都有很多单位请安全工程师制定的操作规程。在哪个单位里都要先学了再上岗做
⑸ 卷扬机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器
圆柱齿轮减速机,是一种动力传达机构,其利用齿轮的速度转换器,将电机的回转数减速到所要的回转数,并得到较大转矩的装置。圆柱齿轮减速机是一种相对精密的机械,使用它的目的是降低转速,增加转矩。
圆柱齿轮减速机的齿轮采用渗碳、淬火、磨齿加工,承载能力高、噪声低;主要用于带式输送机及各种运输机械,也可用于其它通用机械的传动机构中。它具有承载能力高、寿命长、体积小、效率高、重量轻等优点,用于输入轴与输出轴呈垂直方向布置的传动装置中。
ZQD型圆柱齿轮减速机
ZQD型减速机是在尽量不改变ZQ型减速机的输入输出轴的位置和安装尺寸的前提下,增加一高速级称为三级传动,增加的高速级在上方。
ZQD型大传动比圆柱齿轮减速机共有ZQD350+100、ZQD400+100、ZQD650+150、ZQD850+250和ZQD1000+250六种规格。
ZQA型圆柱齿轮减速机
ZQA型减速机是在ZQ型减速机的基础上改进设计的,为提高齿轮承载能力,又便于替代ZA型减速机,在外形、轴端和安装尺寸不变的情况下,改变齿轮齿轴材质,齿轮轴为42CrMo,大齿轮为ZG35CrMo,调质硬度齿轮轴为291~323HB,大齿轮为255~286HB。ZQA型减速机主要用于起重、矿山、通用化工、纺织、轻工等行业。
ZSC型圆柱齿轮减速机
ZSC减速机在吸取了国内、国外同类产品的设计、制造经验的基础上,经过完善优化而形成的系列产品,广泛适用于冶金、机械、石油、化工、建筑、轻纺、轻工等行业。
ZQA型圆柱齿轮减速机的性能特点:
(1)齿轮均采用优质合金钢经渗碳、淬火而成,齿面硬度达54-62HRC。
(2)中心距,公称传动比等主要参数均经优化设计,主要零、部件互换性好。
(3)一般采用油池润滑,自然冷却,当热功率不能满足时,可采用循环油润滑或风扇.冷却盘管冷却。
(4)体积小、重量轻、精度高、承载能力大、效率高,寿命长,可靠性高、传动平稳、噪声低。[1]
我们在生活中经常出现减速机出现机器故障的问题,当机器出现问题时,一定会很影响工作的进度,甚至带来很多不必要的损害,那么如果减速机出现问题了,怎么对ZQD型圆柱齿轮减速机进行维修呢?我们先要对减速机进行维修前的检查工作,再进行具体的拆机工作,一起来看看。
检修前的准备工作:
(一)现场检查准备。检修现场执行定置管理,开工前,完成检修现场的布置,检查安全措施必须全部落实,工作票已经办理完成,具备开丁条件。
(二)备件及T器具准备。开T前,对检修中用到的材料、备件进行一次全面的检查、核对,保证完好可用;对使用的检修工器具进行全面外观检查和实验,电缆盘、电动工器具、起重工器具均在检验周期内,且外观检查合格。检验合格后,将其全部运至检修现场指定位置。
(三)工前交底。工作负责人向丁作班人员交代安全注意事项、检修质量要求、T作进度,进入T作现场检修工作开始。
(四)检修指导文件准备。检修指导文件是指完成检修工作的步骤、工艺要求及验收质量标准,检修现场必须严格执行该文件,并履行相关验收手续。主要包括检修文件包、检修.[艺、消缺T艺卡等。这些文件必须开丁前完成编制、审批,并组织检修人员学习讨论。
(五)要圆满完成一项大型检修工作,必须做好“七分准备,i分干”,工前准备至关重要,主要包括检修指导文件准备、备件及工器具准备、现场检查准备、工前交底等。
⑹ 电缆传输怎样做成做得快
理论来讲光缆电缆传输速度相同,传输容量光缆大于电缆无数倍。
传输系统将监控系统的前端设备与终端设备联系起来。前端设备所产生的图像信号、声音信号、各种报警信号通过传输系统传送到控制中心,并将控制中心的控制指令传送到前端设备。 根据电视监控系统的规模大小、覆盖面积、信号传输距离、信息容量、对系统的功能及质量指标等不同要求以及传输信号的种类可以采用不同的传输方式。由于图像信号的信息量大,带宽宽,监视时直观性强,因此传输的重点就是视频图像信号的传输。
一、同轴电缆传输
电视监控系统一般多是中短距离的中小型系统,几乎都采用同轴电缆传输视频图像信号。视频基带是指视频信号本身的频带宽度(0至6MHz)。将视频信号采用调幅或调频的方式调制到高频载波上,然后通过电缆传输,在终端接收后再解调出视频信号,这种方式称为调制传输方式,它可以较好地抑制基带传输方式中常有的各种干扰,并可实现一根电缆传送多路视频信号。但是在实际的监控系统中,由于摄像机布置地点比较分散,并不能发挥频分复用的优势,而且增加调制、解调设备还会增加系统成本,因此在传输距离不远的情况下,仍然以基带传输为主。而高频传输方式大多出现在有线电视系统中。
二、同轴电缆
同轴电缆是由两个同轴布置的倒导体组成,传输的信号完全封闭在外导体内部,从而具有高频损耗低、屏蔽及抗干扰能力强、使用频带宽等显著特点。同轴电缆从外至内结构为铜单线多根铜线绞合的内导体、绝缘介质、软铜线或镀锡丝编织层和聚氯乙烯护套。
同轴电缆的特性阻有50欧姆、75欧姆等。主要型号有SYV型,它的绝缘层为实心聚乙烯;SBYFV型,它的绝缘层为泡沫聚乙烯;SYK型。其绝缘层为聚乙烯藕芯。电视监控系统中常用的是SYV和SBYFV型75欧姆阻抗的同轴电缆。
泡沫聚乙烯材料比聚乙烯更不易损耗视频信号,还增加了电缆的灵活性,安装方便,但容易吸潮从而改变电气性能。实心聚乙烯因其刚性,比泡沫材料保形性好,能承受以外挤压的压力。
同轴电缆屏蔽层铜网能屏蔽电磁干扰或EMI的无用外部信号干扰,编织层中绞合线的多少和含铜量决定了其抗干扰的能力。编织层松散的商业电缆能屏蔽80%干扰信号,适合于电气干扰较低的场合,如果使用金属管道效果更好。高干扰的场合要使用高屏蔽或高编织密度的电缆。铝箔屏蔽或包箔材料的电缆不适用于电视监控系统,但可用于发射无线电频率信号。
同轴电缆越细越长,损耗越大,信号频率越高,损耗越大。以SYV型电缆为例,国内的同轴电缆有SYV75-3、SYV75-5、SYV75-7、SYV75-9等规格。
使用同轴电缆传输使图像时,距离在300米以下的一般可以不考虑信号的衰减问题,在传输距离增加时可以考虑使用低损耗的同轴电缆,如SYV75-9、SYV75-18等,或者加入电缆补偿器。
电缆补偿器又称为电缆均衡器,通过电缆校正电路来进行高频特性的补偿,以使信号传输通道的总频率特性基本上是平坦的。电路主要由RC电路组成,每一组RC串联电路都有一个中心频率f,将电缆衰减曲线分成几段,对应于各段都用一组RC电路进行补偿。
一般加入一级补偿器可以使传输线路延长500米,对于不同规格的电缆适当增加电缆补偿器可使有效传输距离增至2km左右。
图为同轴传输应用。
⑺ 供应电缆输送机有哪些结构
什么是电缆输送机-履带式输送机内部结构
什么是电缆输送机:一种电缆输送机械,包括主机架,由电机、变速装置、传动装置和输送轮组成的输送装置,在所述主机架的左、右两端各枢设一带V形槽的输送轮,所述电机通过变速装置上的主链轮组分别带动左、右输送轮轴上的大链轮;在主机架上固设一压轮架,在该压轮架上对应于二个V形输送轮的正上方,枢设有高度可调的左、右二个压轮。所述压轮架包括一金属框架,左曲柄副与右曲柄副,左、右调节螺杆与中间棘轮。通过转动棘轮,可以调整调节螺杆的长度,并通过曲柄副整左、右压轮的高低,从而调节压轮对电缆的压紧力。电缆输送机型号和作用本实用新型设备体积小、重量轻、结构简单,压轮架部分可拆卸,工作时噪音小,输送电缆平稳。易在电缆坑道内移动,消耗功率小,电缆校直效果好。电缆输送机的种类分为:柴油电缆输送机,汽油电缆输送机,和电力输送机,起重XRS型电力输送机的使用越来越广泛,因为这种电缆输送机可以串联使用,实现大规模、长距离大型电缆的输送工程。适用于大规模城市电网改造,适合大截面、长距离电缆敷设,降低劳动强度,提高施工质量。特点:本机推力大、体积小、质量轻、操作方便,在电缆排管、隧道、直理、长距离输送等场合尤为合适。
⑻ 电缆绕包带设备那有 包机
电缆绕包设备一般由放线装置、绕包装置、收线装置、传动装置和计米器组专成。
特点属:
1、绕包成束的丝、纱、玻璃丝是利用绕包头实现的,在丝包机、纱包机和玻璃丝包机上装有这种绕包头。
2、将多根纤维并成线团称为并纱或并丝,使用的设备称为并纱机;将宽的带状材料切成窄带称为切纸或切带,使用的设备称为切纸机或切带机。
3、绕包设备比较简单,易于操作和控制。
⑼ 怎样选择电缆绕包带的宽度
电缆绕包设备一般由放线装置、绕包装置、收线装置、传动装置和计米器组成回。
特点:答
1、绕包成束的丝、纱、玻璃丝是利用绕包头实现的,在丝包机、纱包机和玻璃丝包机上装有这种绕包头。
2、将多根纤维并成线团称为并纱或并丝,使用的设备称为并纱机;将宽的带状材料切成窄带称为切纸或切带,使用的设备称为切纸机或切带机。
3、绕包设备比较简单,易于操作和控制。
⑽ 有关电力电子及电力传动研究动态现状如何
随着电力电子技术及大规模集成电路、微处理器控制技术的发展,功率半导体电力变换技术也得到迅速发展。20世纪60年代后半段开始,功率半导体器件从SCR(普通晶闸管)、GTO(门极可关断晶闸管)、BJT(双极型晶体管)、MOSFET(金属氧化硅场效应管)、SIT(静电感应晶体管)、SITH(静电感应晶闸管)、MGT(MOS控制晶体管)、MCT(MOS控制晶闸管)发展到IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、HVIGBT(耐高压IGBT)。器件的每一次更新都为电力变换技术的发展注入新的活力。作为联系弱电与强电的纽带,电力变换技术提供了控制电功率流动与改变电能形态的有力手段,输出适合其负载的最佳电压和电流,以达到满足工业技术要求和节约能源的目的。电气传动是电力变换技术最重要的应用领域之一。电气传动装置的应用范围小至机器人中精密的、高精度的位置控制,大至流量可调的大型水泵、风机的调速驱动,功率范围从数瓦至数兆瓦。电力电子变流器作为输入功率与电动机之间的接口设备,控制电动机的转速或转子位置,以满足被电动机驱动的机械设备的需要。随着交流电动机调速理论的突破和调速装置(主要是变频器)性能的完善,电动机的调速从直流发电机-电动机组调速、晶闸管可控整流器直流调压调速逐步发展到交流电动机变频调速,而且随着控制技术和控制手段的不断提高,变频调速又由VVVF(Variable Voltage Variable Frequency)控制的PWM(Pulse Width Molation)变频调速发展到矢量控制(Vector or Field-Oriented Control)、直接转矩控制(Direct Torque and Flux Control--DTC)变频调速,提高了变频器的动、静态特性,使得交流电动机变频调速性能大大提高。在高性能的变频调速控制系统里,转速(位置)闭环控制环节是必不可少的,通常采用与电动机同轴安装的机械式转子速度(位置)传感器,如光电编码器,旋转变压器等,但这些机械式转子速度(位置)传感器有机械安装、使用环境、电缆连接等诸多应用限制,其可靠性受到很大影响。为了克服机械式转子速度(位置)传感器安装带来的种种缺陷、简化硬件系统、减少设备故障率,在矢量控制、直接转矩控制变频调速的基础上又发展了无速度(位置)传感器的变频调速。近年来,这项研究已经成为交流传动领域的一个新的热点问题。
交流传动系统之所以发展得如此迅速,和一些关键性技术的突破性进展有关。它们是功率半导体器件(包括半控型和全控型)的制造技术、基于电力电子电路的电力变换技术、交流电动机控制技术以及微型计算机和大规模集成电路为基础的全数字化控制技术。为了进一步提高交流传动系统的性能,国内外有关研究工作正围绕以下几个方面展开:
1. 采用新型功率半导体器件和脉宽调制(PWM)技术
功率半导体器件的不断进步,尤其是新型可关断器件,如BJT(双极型晶体管)、MOSFET(金属氧化硅场效应管)、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)的实用化,使得开关高频化的PWM技术成为可能。目前功率半导体器件正向高压、大功率、高频化、集成化和智能化方向发展。典型的电力电子变频装置有电压型交-直-交变频器、电流型交-直-交变频器和交-交变频器三种。电流型交-直-交变频器的中间直流环节采用大电感作储能元件,无功功率将由大电感来缓冲,它的一个突出优点是当电动机处于制动(发电)状态时,只需改变网侧可控整流器的输出电压极性即可使回馈到直流侧的再生电能方便地回馈到交流电网,构成的调速系统具有四象限运行能力,可用于频繁加减速等对动态性能有要求的单机应用场合,在大容量风机、泵类节能调速中也有应用。电压型交-直-交变频器的中间直流环节采用大电容作储能元件,无功功率将由大电容来缓冲。对于负载电动机而言,电压型变频器相当于一个交流电压源,在不超过容量限度的情况下,可以驱动多台电动机并联运行。电压型PWM变频器在中小功率电力传动系统中占有主导地位。但电压型变频器的缺点在于电动机处于制动(发电)状态时,回馈到直流侧的再生电能难以回馈给交流电网,要实现这部分能量的回馈,网侧不能采用不可控的二极管整流器或一般的可控整流器,必须采用可逆变流器,如采用两套可控整流器反并联、采用PWM控制方式的自换相变流器(斩控式整流器或PWM整流器)。网侧变流器采用PWM控制的变频器称为双PWM控制变频器,这种再生能量回馈式高性能变频器具有直流输出电压连续可调,输入电流(网侧电流)波形基本为正弦,功率因数保持为1并且能量可以双向流动的特点,代表一个新的技术发展动向,但成本问题限制了它的发展速度。通常的交-交变频器都有输入谐波电流大、输入功率因数低的缺点,只能用于低速(低频)大容量调速传动。为此,矩阵式交-交变频器应运而生。矩阵式交-交变频器功率密度大,而且没有中间直流环节,省去了笨重而昂贵的储能元件,它为实现输入功率因数为1、输入电流为正弦和四象限运行开辟了新的途径。
随着电压型PWM变频器在高性能的交流传动系统中应用日趋广泛,PWM技术的研究越来越深入。PWM利用功率半导体器件的高频开通和关断,把直流电压变成按一定宽度规律变化的电压脉冲序列,以实现变频、变压并有效地控制和消除谐波。PWM技术可分为三大类:正弦PWM、优化PWM及随机PWM。正弦PWM包括以电压、电流和磁通的正弦为目标的各种PWM方案。正弦PWM一般随着功率器件开关频率的提高会得到很好的性能,因此在中小功率交流传动系统中被广泛采用。但对于大容量的电力变换装置来说,太高的开关频率会导致大的开关损耗,而且大功率器件如GTO的开关频率目前还不能做得很高,在这种情况下,优化PWM技术正好符合装置的需要。特定谐波消除法(Selected Harmonic Elimination PWM--SHE PWM)、效率最优PWM和转矩脉动最小PWM都属于优化PWM技术的范畴。普通PWM变频器的输出电流中往往含有较大的和功率器件开关频率相关的谐波成分,谐波电流引起的脉动转矩作用在电动机上,会使电动机定子产生振动而发出电磁噪声,其强度和频率范围取决于脉动转矩的大小和交变频率。如果电磁噪声处于人耳的敏感频率范围,将会使人的听觉受到损害。一些幅度较大的中频谐波电流还容易引起电动机的机械共振,导致系统的稳定性降低。为了解决以上问题,一种方法是提高功率器件的开关频率,但这种方法会使得开关损耗增加;另一种方法就是随机地改变功率器件的导通位置和开关频率,使变频器输出电压的谐波成分均匀地分布在较宽的频带范围内,从而抑制某些幅值较大的谐波成分,以达到抑制电磁噪声和机械共振的目的,这就是随机PWM技术。
2. 应用矢量控制技术、直接转矩控制技术及现代控制理论
交流传动系统中的交流电动机是一个多变量、非线性、强耦合、时变的被控对象,VVVF控制是从电动机稳态方程出发研究其控制特性,动态控制效果很不理想。20世纪70年代初提出用矢量变换的方法来研究交流电动机的动态控制过程,不但要控制各变量的幅值,同时还要控制其相位,以实现交流电动机磁通和转矩的解耦,促使了高性能交流传动系统逐步走向实用化。目前高动态性能的矢量控制变频器已经成功地应用在轧机主传动、电力机车牵引系统和数控机床中。此外,为了解决系统复杂性和控制精度之间的矛盾,又提出了一些新的控制方法,如直接转矩控制、电压定向控制等。尤其随着微处理器控制技术的发展,现代控制理论中的各种控制方法也得到应用,如二次型性能指标的最优控制和双位模拟调节器控制可提高系统的动态性能,滑模(Sliding mode)变结构控制可增强系统的鲁棒性,状态观测器和卡尔曼滤波器可以获得无法实测的状态信息,自适应控制则能全面地提高系统的性能。另外,智能控制技术如模糊控制、神经元网络控制等也开始应用于交流调速传动系统中,以提高控制的精度和鲁棒性。
3. 广泛应用微电子技术
随着微电子技术的发展,数字式控制处理芯片的运算能力和可靠性得到很大提高,这使得全数字化控制系统取代以前的模拟器件控制系统成为可能。目前适于交流传动系统的微处理器有单片机、数字信号处理器(Digital Signal Processor--DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit--ASIC)等。其中,高性能的计算机结构形式采用超高速缓冲储存器、多总线结构、流水线结构和多处理器结构等。核心控制算法的实时完成、功率器件驱动信号的产生以及系统的监控、保护功能都可以通过微处理器实现,为交流传动系统的控制提供很大的灵活性,且控制器的硬件电路标准化程度高,成本低,使得微处理器组成的全数字化控制系统达到了较高的性能价格比。4. 开发新型电动机和无机械传感器技术
交流传动系统的发展对电动机本体也提出了更高的要求。电动机设计和建模有了新的研究内容,如三维涡流场的计算、考虑转子运动及外部变频供电系统方程的联解、电动机阻尼绕组的合理设计及笼条的故障检测等。为了更详细地分析电动机内部过程,如绕组短路或转子断条等问题,多回路理论应运而生。随着20世纪80年代永磁材料特别是钕铁硼永磁的发展,永磁同步电动机(Permanent-Magnet Synchronous Motor--PMSM)的研究逐渐热门和深入,由于这类电动机无需励磁电流,运行效率、功率因数和功率密度都很高,因而在交流传动系统中获得了日益广泛的应用。此外,开关变磁阻理论使开关磁阻电动机(Switched Reluctance Motor--SRM)迅速发展,开关磁阻电动机与反应式步进电动机相类似,在加了转子位置闭环检测后可以有效地解决失步问题,可方便地起动、调速或点控,其优良的转矩特性特别适合于要求高静态转矩的应用场合。
在高性能的交流调速传动系统中,转子速度(位置)闭环控制往往是必需的。为了实现转速(位置)反馈控制,须用光电编码器或旋转变压器等与电动机同轴安装的机械速度(位置)传感器来实现转子速度和位置的检测。但机械式的传感器有安装、电缆连接和维护等问题,降低了系统的可靠性。对此,许多学者开展了无速度(位置)传感器控制技术的研究,即利用检测到的电动机出线端电量(如电机电压、电流),估测出转子的速度、位置,还可以观测到电动机内部的磁通、转矩等,进而构成无速度(位置)传感器高性能交流传动系统。该技术无需在电动机转子和机座上安装机械式的传感器,具有降低成本和维护费用、不受使用环境限制等优点,将成为今后交流电气传动技术发展的必然趋势。