摘要：根据大量的相关资料表明，全国的用电总量相当的高，其中有一半以上的用电量是电机的耗电量，主要包括工业方面的电泵、风机、发动机之类的大功率设备，这些大功率的设备的运行要消耗大量的电，然而能源的利用率并不高，这就造成了能源的大量浪费，对环境对资源的不负责任的现象。介于此现象，要采取一定的措施来补救，通过改进原有技术，引进新技术来解决，要达到合理用电、节约用电的要求，那么变频调速技术恰好符合这一要求，有着变频调速的功能，能根据不同的用电频率来调整，节约用电，并且应用范围广，能在全国范围内甚至全球范围内普及。
关键词：变频调速技术；电力系统；应用
1变频调速技术基础介绍
变频调速技术通常都是在变频调速系统中使用 其他控制技术协助完成调速传动任务的一项新型技 术。在利用变频调速技术进行调速时，有时为了可以 更好地满足传动的转速转矩等要求，需要使用其他 的控制技术进行协助工作，这样可以更有效地保证 煤矿提升机静、动态性能的稳定性。除此之外，还必 须消除变频调速技术应用中变频器对外的干扰等内 容。由此可知，变频调速技术不仅具有一定的复杂 性，还具有较强的综合性，它是由电力电子技术、电 气传动自动化以及计算机技术等多种不同的学科结 合而成的[2]。
2变频调速技术的基本原理及结构组成
变频调速技术一种交-直-交电源变换技术，是基于电机转速与工作电源输入频率成本比这一原理实现的，n=60f（1-s）/p，其中n表示电机转速，f表示电源的输入频率，s及p分别表示电机的转差率以及磁极对数，电机控制过程中，改变电机电源的频率就能够改变其转速。
变频调速设备主要由转矩及磁通比较器、脉冲优化选择器以及自适应电动机模块三部分组成。它们分别具有不同的功能，其中自适应电动机模块能够对输入电动机的电压、电流的性质进行检测，进而识别电动机参数，自适应电动机模块是直接转矩控制的关键，实际的运行过程中通过定子磁场定向的方式直接控制转矩，该技术的控制精度可以达到±0.1%。脉冲优化选择器的主要功能是对一定范围内的脉冲信号进行优化，为了实现这一功能，首先必须要选择合适的信息处理选择芯片，Cyclone ⅡEP2C5Q209C8是现阶段比较常见的信息处理选择芯片。然后，需要合理的设计调制信号源，编写具有不同功能的电路模块，比如缓冲功能、星座映射功能等等。最后对信号源进行仿真模拟，判断这些电路模块能否实现其功能。为了防止电路的载荷超出设计值，使得控制电路被损坏，需要在电路中增加浪涌抑制保护设备。利用转矩和磁通比较器，能够对比反馈信号及参考值，然后通过滞环调节器输出转矩或磁场状态，获得转矩及磁场实施状态，为后期的控制操作提供参考。
3 变频调速技术的发展过程
3.1 电力电子器件向全控型转换
在组成变频器的器件中，电力电子器件是一个 非常重要的组成部分。早期变频器中通常都是以 晶闸管作为变频器的电力电子器，它需要进行换 相回路，属于半控型器件。在其发展过程中全控型 器件逐渐取代了半控型器件，它不仅有自行开关 的功能，而且在变频器的许多功能中都具有明显 的优势。
3.2 线路结构向数字化转换
变频器是通过连接线路将所有的元器件连接而 成的，早期的变频器通常都是由模拟电路分立元器 件、数字电路以及集成块所组成的。随着科学技术的 发展，大规模集成数字电路的出现，变频器的连接线 路已经慢慢地转换为数字化的线路结构。数字化线 路结构不仅缩小了变频器的整体体积，还实现了整 流器、逆变器等的有机结合，这在很大程度上提升了 变频器线路结构的可靠性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.3 运行过程向智能化转化
计算机的加入可以说是变频器发展过程中的一 大突破，它不仅让变频器的结构、运行过程变得更加 智能化，同时也将许多分模块的功能集中在一起，例 如：SPWM 波形的生成，矢量控制的实时计算等。在 实际的运用中，可以较好地实现自监控、自我诊断等 多项功能，提高变频器运行效率的同时，也实现了自 动化控制，例如：开机停机、加减速、正反转、制动等。
4变频调速技术在电力系统中的应用
交流变频调速技术在20世纪得到了迅速发展。这与一些关键性技术的突破性进展有关，它们是交流电动机的矢量控制技术、直接转矩控制技术以及以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等。
4.1 矢量控制技术
矢量变换控制技术是西门子公司于1971年提出的一种新的控制思想和控制理论。它是以转子磁场定向，采用矢量变换的方法实现定子电流励磁分量和转矩分量之间的解耦，达到对交流电动机的磁链和电流分别控制的目的，从而获得了优良的静、动态性能。迄今为止，矢量控制技术已经获得了长足的发展，并得到了广泛的应用。
4.2直接转矩控制技术
继矢量控制技术出现之后，1985年，德國的M.Depenblock提出了一种新型的高性能变频调速技术——直接转矩控制技术（DTC）。直接转矩控制技术与矢量控制技术相比，其性能较高，采用电子磁场定向，不需要解耦电流，直接控制电动机磁链和转矩，以使转矩得到快速响应。而且电机参数和转子参数对直接转矩控制技术的影响不大，其工作原理比较简单，很容易掌握，进一步发展和应用的前景相当广阔。
4.3 数字化控制技术
随着科技的进一步进步和发展，数字化控制技术逐渐成为技术主流，符合现在时代发展的潮流。早期的矢量控制技术和直接转矩控制技术在一定程度上无法满足市场的需要，那么数字化控制技术应运而生，数字化控制技术可以快速运算和良好的控制精度问题，使得运转噪音大大降低，大大缩短工作时间。而且使用数字化控制技术的变频器的体积将大大减小，提高了信息处理的效率，实现了之前人工技术和模拟技术都无法实现的效果。
5未来变频技术的发展趋势
国外变频调速技术发展较早，技术比较先进，而我国却起步较晚，还受到经济条件和科研能力较弱等方面的限制，技术发展比较落后，改革开放以来逐步实行市场经济以后才逐步发展起来。不过由于技术水平有限，很多情况下都是引进国外先进技术，开发软件制定程序进行重大项目的实施。现在中国经济发展起来了，而且对科技的发展相当重视，有了国家雄厚的经济支撑，以及对人才的培养和技术的学习和引进，这些都能够促进制造业的发展。俗话说农业是基础，工业是动力。只有制造业发展起来，有充足的动力才能更好的发展国家经济。应该重视计算机数字技术，发挥数字技术在电力系统中的作用，将变频调速技术应用到电力系统对资源的开发、利用、再利用的整个过程中，不仅能促进技术的进一步发展，完善电力系统，还能节约能源保护环境。
6结束语
在经济发展的同时还要考虑到资源的利用，资源的无节制利用会给环境、最终给人类带来巨大的灾难，所以我们要通过对技术的改进来减少对资源的利用，为以后的子子孙孙做出贡献。虽然国外的技术非常的先进，短时间内我们也追不上，但是只要持续努力，共同合作就能为节约能源保护环境出一份力。在电力资源方面，改变传统的技术，利用变频调速技术提高生产率和产品质量，并且逐步完善技术，革新技术，推进电力系统的逐步完善。
参考文献：
[1]季明丽.交流变频调速技术在船舶电力推进系统中的应用[J].制造业自动化，2010，09：123-125+186.
[2]谭维胜.基于中点箝位H桥五电平逆变器的高压变频调速系统研究[D].湖南大学，2013.
[3]周超群.全数字交流调速在大功率矿井风机中的研究与应用[D].上海海洋大学，2014.
[4]张清华.高压变频调速装置过电压保护及水冷设计的相关问题 [D].华中科技大学，2008.
论文作者:周娜
论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期
论文发表时间:2017/12/4
标签：技术论文; 转矩论文; 变频调速论文; 变频器论文; 矢量论文; 功能论文; 电动机论文; 《电力设备》2017年第23期论文;