能neng源yuan需xu求qiu正zheng極ji大da地di影ying響xiang著zhe全quan球qiu經jing濟ji發fa展zhan。我wo國guo同tong樣yang也ye麵mian臨lin著zhe經jing濟ji增zeng長chang對dui能neng源yuan需xu求qiu的de壓ya力li。九jiu十shi年nian代dai我wo國guo高gao耗hao能neng產chan品pin的de耗hao能neng量liang比bi發fa達da國guo家jia高gao12-55%，能源綜合利用效率僅為32%。

　　我國迫切需要提高能源利用效率。電機是能源消耗大戶之一。我國電機總裝機容量已達4億千瓦，年耗電量達6000億千瓦時
，占工業耗電量的80%，然而直到目前
，我國各類在用電機80%以yi上shang還hai是shi中zhong小xiao型xing異yi步bu電dian動dong機ji，可ke見jian我wo國guo在zai電dian機ji節jie能neng領ling域yu有you非fei常chang大da的de潛qian力li。電dian機ji節jie能neng技ji術shu最zui受shou矚zhu目mu的de就jiu是shi變bian頻pin調tiao速su技ji術shu。但dan是shi，我wo國guo變bian頻pin調tiao速su技ji術shu研yan究jiu雖sui然ran非fei常chang活huo躍yue，然ran而er產chan業ye化hua仍reng很hen不bu理li想xiang，外wai國guo產chan品pin幾ji乎hu占zhan據ju了le我wo國guo變bian頻pin調tiao速su技ji術shu市shi場chang的de60%。

　　變頻調速技術的現狀

　　20世紀是變頻調速技術由誕生到發展的時代。特別是20世紀90年代以後，IGBT、IGCT（集成門極換向性晶閘管）等新型電力電子器件的發展
、DSP（數字信號處理器）和ASIC（專用集成電路）的快速發展以及新穎控製理論和技術（如磁場定向矢量控製、直接轉矩控製等）的完善

，使變頻調速係統在調速範圍、調速精度、動態響應、功率因數、運行效率和使用方便等性能指標超過了直流調速係統，達到取代直流調速的地步，受到各行業的歡迎並取得顯著的經濟效益。

　　變頻調速及控製技術的發展趨勢

　　1．高壓大功率的變頻調速係統

　　在我國低壓變頻調速裝置已得到用戶的認可，市場總量已達2000年的約40億人民幣，並顯示出其節能效果。據統計
，我國低壓（690V以下）電機數量是高壓電機的幾十倍
，但耗能僅為高壓電機的八分之一。近來國際上高壓大電流功率器件的出現以及並
、串聯技術的發展，使高壓大功率的變頻調速得以實現，其使用效果平均節能可達30%，youzheshifenmingxiandejienengxiaoguo。danwoguoshangzaiqidongqi
，xuduojishuruduodianpingdianyaxingnibianqi。bianyaqiouheduomaichongnibianqidengjishuhaixuxunsugenshang。wulunshixinjianxiangmuruxiqidongtiao

、南水北調等重大工程或是技術改造項目都是高壓大功率變頻調速係統巨大的潛在市場。

　　2．永磁同步電動機及其控製係統的發展

　　具有快速電流跟蹤係統的變頻裝置、DSP信號處理器以及高性能釹鐵硼永磁材料的發展，為各類永磁同步電動機及其控製係統的發展帶來生機。

　　永yong磁ci同tong步bu無wu齡ling輪lun電dian動dong機ji及ji控kong製zhi係xi統tong，是shi新xin一yi代dai的de綠lv色se電dian梯ti驅qu動dong裝zhuang置zhi。國guo外wai該gai類lei電dian梯ti專zhuan用yong變bian頻pin裝zhuang置zhi有you十shi分fen完wan善shan的de軟ruan件jian支zhi持chi，可ke接jie受shou任ren意yi位wei置zhi傳chuan感gan器qi的de反fan饋kui信xin號hao
，具ju有you自zi學xue習xi功gong能neng
，自zi動dong識shi別bie電dian動dong機ji參can數shu，在zai實shi現xian磁ci場chang定ding向xiang伺si服fu時shi
，自zi動dong進jin行xing初chu始shi定ding位wei，具ju有you和he直zhi流liu電dian動dong機ji一yi樣yang優you良liang的de線xian性xing轉zhuan矩ju控kong製zhi特te性xing。其qi體ti積ji小xiao
、效率高、功率因數高
、振動小、噪聲低，平層精度好

，在高層建築
、無機房電梯和家庭小梯中都有很大的市場。但電動機需直接輸出大轉矩
，並減小低速轉矩波動，有一定設計難度。

　　電動汽車
、混合型電動汽車以及電動船舶的驅動裝置亦首選永磁同步電動機。在這種應用場合特別需要關注的是磁路結構，尋求大的Xp/Xd值

，以獲得大的恒功率調速範圍和大的動態轉矩。

　　具有快速動態響應、硬機械特性、極ji寬kuan調tiao速su範fan圍wei。良liang好hao的de低di速su平ping穩wen性xing以yi及ji位wei置zhi和he軌gui跡ji精jing確que控kong製zhi的de全quan數shu字zi化hua永yong磁ci同tong步bu伺si服fu係xi統tong，是shi現xian代dai自zi動dong化hua裝zhuang備bei中zhong最zui重zhong要yao的de執zhi行xing部bu件jian，可ke廣guang泛fan應ying用yong於yu高gao精jing度du數shu控kong機ji床chuang
、機器人等，目前國內市場仍是進口產品的一統天下。

　　3．變頻調速係統中PWM技術的發展

　　PWM控製是變頻調速係統的核心
，任何控製算法幾乎都是以各種PWM控製方式實現。九十年代以來的產品，正弦形PWM（SPWM）調製方法已逐步為以下方式取代：[page_break]

　　快速電流跟蹤PWM技術

　　快速電流跟蹤型PWMnibianqiweidianliukongzhixingdedianyayuannibianqi，yibancaiyongzhihuandianliukongzhi，shisanxiangdianliukuaisugenzongzhilingdianliu。gainibianqiyingjianjiandan，dianliukongzhixiangyingkuai
，jianyoudianyahedianliukongzhixingnibianqideyoudian
，pubianyongyuPMSM伺服係統和異步電動機矢量變換控製係統。

　　磁鏈跟蹤控製PWM技術

　　這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)把(ba)逆(ni)變(bian)器(qi)和(he)電(dian)動(dong)機(ji)視(shi)為(wei)一(yi)體(ti)，以(yi)三(san)相(xiang)對(dui)稱(cheng)正(zheng)弦(xian)波(bo)電(dian)壓(ya)供(gong)電(dian)時(shi)交(jiao)流(liu)電(dian)動(dong)機(ji)理(li)想(xiang)的(de)圓(yuan)形(xing)磁(ci)場(chang)為(wei)基(ji)準(zhun)
，用(yong)逆(ni)變(bian)器(qi)不(bu)同(tong)開(kai)關(guan)模(mo)式(shi)所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)實(shi)際(ji)磁(ci)鏈(lian)矢(shi)量(liang)來(lai)跟(gen)蹤(zong)基(ji)準(zhun)磁(ci)鏈(lian)園(yuan)，由(you)跟(gen)蹤(zong)結(jie)果(guo)決(jue)定(ding)逆(ni)變(bian)器(qi)的(de)開(kai)關(guan)模(mo)式(shi)
，形(xing)成(cheng)PWM波。由於磁鏈的軌跡是靠空間矢量的選擇來實現，因此又稱電壓空間矢量法。

　　直接轉矩的智能控製PWM技術

　　常規的直接轉矩PWM技術無法區別轉矩
、磁ci鏈lian的de非fei常chang大da的de偏pian差cha和he相xiang對dui小xiao的de偏pian差cha，這zhe將jiang造zao成cheng電dian機ji啟qi動dong期qi間jian係xi統tong的de停ting滯zhi。而er采cai用yong智zhi能neng控kong製zhi中zhong的de模mo糊hu控kong製zhi，可ke以yi通tong過guo定ding子zi磁ci鏈lian的de空kong間jian位wei置zhi
，由you一yi係xi列lie偏pian差cha的de正zheng大da，正zheng小xiao等deng模mo糊hu語yu言yan，根gen據ju模mo糊hu規gui則ze推tui出chu逆ni變bian器qi的de開kai關guan模mo式shi，使shi係xi統tong性xing能neng改gai善shan。

　　雙PWM控製技術

　　交一直一交電壓型逆變器是目前最廣泛使用的型式

，但常對電網構成諧波汙染。目前雙PWM控製技術的研究非常活躍，即由PWM整流器和PWM逆變器組成的雙PWM變頻器無須任何附加電路就可使電網側的輸入電流接近正弦波

，使係統的功率因數約為1，徹底消除網側的諧波汙染，並實現了四象限運行。

　　4．矢量控製技術和直接轉矩控製技術的發展

　　矢量變換控製技術

　　自1971年(nian)矢(shi)量(liang)變(bian)換(huan)技(ji)術(shu)控(kong)製(zhi)理(li)論(lun)建(jian)立(li)以(yi)來(lai)
，以(yi)轉(zhuan)子(zi)磁(ci)場(chang)定(ding)向(xiang)，采(cai)用(yong)矢(shi)量(liang)變(bian)換(huan)的(de)方(fang)法(fa)，實(shi)現(xian)異(yi)步(bu)電(dian)動(dong)機(ji)轉(zhuan)速(su)和(he)磁(ci)鏈(lian)控(kong)製(zhi)的(de)完(wan)全(quan)介(jie)耦(ou)。從(cong)而(er)使(shi)異(yi)步(bu)電(dian)動(dong)機(ji)具(ju)有(you)和(he)直(zhi)流(liu)電(dian)動(dong)機(ji)一(yi)樣(yang)優(you)良(liang)的(de)控(kong)製(zhi)性(xing)能(neng)。該(gai)技(ji)術(shu)得(de)到(dao)了(le)廣(guang)泛(fan)地(di)應(ying)用(yong)。

　　無速度傳感器矢量變換控製技術

　　矢量變換控製係統在低速尤其是在零轉速時的性能以及速度傳感器的安裝和維護影響了控製係統的性能

、可靠性、jiagehejianbianxing。yinerwusuduchuanganqishiliangbianhuanjishuchengweiyanjiuderedian，shoudaoxueshujiehechanyejiedegaoduzhongshi。gaijishudeguanjianshiruhehuoqusuduxinhao
，changyongdefangfayou：從電機的基本議程式導出速度方程式進行計算：根據自適應控製理論，選擇合適的參考模型

，利用自適應法識別速度；轉子空間信息法——利用高頻注入電流，辯識出轉子的位置和速度，國外已有相關產品
，調速範圍可達1：75。

　　直接轉矩控製的低速模型的建立

　　本模型的建立，還存在許多困難，尤其是定子電阻的識別。

　　還需要進一步研究和完善的課題有：

　　磁鏈的準確估計和觀測
；無速度傳感器的實現；電機參數的在線識別；低轉速、零轉速下轉矩的控製
；多電平逆變器高性能控製的策略。