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电机系统控制技术研究、控制装置的开发及工程化推广 一、背景和意义 电能便于使用、输送和控制，是最主要的二次能源。电机是实现机电能量转换的载体，广泛应用于工业、农业、国防和交通等领域，在国民经济发展中具有举足轻重的作用和地位。电机系统控制技术则是以电机为控制对象，通过电压、电流、频率等电气量，实现速度、角度、位移等机械量的控制，使得生产机械按照人们期望的方式运行，以满足生产工艺的需要。 在电机及系统中，中小型电机及系统的用电量占工业系统总用电量的75%，占全国总发电量的50%以上。因此，中小型电机及系统是我们重点研究的对象。同时，在中小型电机的控制技术中，交流变频调速技术以其优异的调速和起制动性能高效率、高功率因数和节效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。 图1 我国变频器市场销售额增长趋势图 2.　提高工艺水平和效率的重要措施 变频调速具有调速范围宽、控制精度高、动态响应好等优点，在许多需要精确速度控制的应用，中国的设备控制水平与发达国家相比还比较低，制造工艺和效率都不高。因此提高设备控制水平至关重要1.4　建成后对行业技术进步的作用及预期经济、社会效益2.1.1 技术发展趋势的发展现状：电力电子、电机及控制技术的一体化，2.1.2国外150%/1分钟； 150%/1分钟； 200%/3秒； 150%/1分钟； 180%/5秒； 150%/1分钟； 180%/2秒； 150%/1分钟； 200%/2秒； 力矩控制功能 有 有 无 无 无 参数辨识 静止和旋转 静止和旋转 旋转辨识 旋转辨识 静止和旋转 专用型号 供水专用 无 供水、注塑机、张力控制专用 供水、注塑机、张力控制专用 供水、注塑机、张力控制、旋切机专用 主要应用领域 风机、水泵、起重机、高精度工艺控制设备等 风机、水泵、起重机、高精度工艺控制设备等 风机、水泵、一般加工机械等 风机、水泵、一般加工机械等 风机、水泵、一般加工机械等 表1　国内外调速设备主要性能指标 对比结果表明，虽然与国外先进技术相比，上电科仍存在一定的差距；但相对国内产品，我们并无明显差距，在一些性能指标还具备自身的优势。 鉴于国内外的情况，尽快掌握高性能的核心技术，推出具有自主知识产权的高性能产品，对于缩小与国际水平的差距，占领国内市场，推动整个电机及系统行业的发展和进步，具有广泛而深远的影响。 2.2 相关知识产权状况 名称 专利号/申请号 状态 申请日 授权日 实用新型 防爆变频器本安键盘信号收发电路 ZL200620162595.1 授权 2006.12.30 2008.1.23 实用新型 变频器键盘电路 ZL200620162597.0 授权 2006.12.30 2008.2.6 实用新型 变频器电压电流信号提供电路 ZL200620162596.6 授权 2006.12.30 2008.1.23 外观设计 注塑机的变频器的外包装(1) ZL200630166434.5 授权 2006.12.30 2008.3.19 外观设计 注塑机(3) ZL200630166458.0 授权 2006.12.30 2008.3.19 外观设计 变频器 ZL200630166457.6 授权 2006.12.30 2008.1.23 外观设计 注塑机的变频器的外包装(2) ZL200630166459.5 授权 2006.12.30 2008.8.13 发明 一种感应电动机的矢量控制方法及装置 2006100250252 实审期 2006.3.23 　 2.3 技术市场需求分析2.4 国内同行单位的技术水平及实力比较四、“中心”的主要任务 管道末端的出口水压泵数量增加，流量管道阻力 采用PWM技术，对内馈斩波调速系统实行数字式的转速和电流双闭环控制； 动态补偿系统无功功率、提高功率因数技术的研究； (4) 双馈调速技术 双馈电机功率因数控制特性的研究； 跨越同步速技术的研究，实现系统超同步速和亚同步速切换时的平稳过渡； 并网技术的研究，解决并网过程时的电流和电压冲击； (5) 智能型节能控制器的研究 研究和建立电机与风机/水泵系统的数学模型，采用数字PID、模糊控制和自适应控制技术，开发优化的控制软件； 根据系统的实际需要，自动检测电机、负载和变频装置的运行状态，通过分析、计算和优化，使三者的综合效率始终处于高效，在满足系统需要的前提下，提高系统节能效果。 (6) 变频控制装置的研制和开发 重点研究控制器的电磁兼容、可靠性及工程化的技术问题。 电磁兼容优化设计测试与评价电磁环境的高性价比解决方案研究； 控制器高低温、耐腐蚀性、耐湿度、机械抗震、耐化学腐蚀性、抗电气冲击以及电路保护方面的综合可靠性设计、测试和评价方法研究；适应